特許 7527083 無線システム

(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】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】無線システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 11/06 20060101AFI20240726BHJP

   G01S 5/02 20100101ALI20240726BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20240726BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

G01S11/06

G01S5/02 Z

H01Q9/16

H01Q21/24

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021108963

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006389

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2023-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】322003857

【氏名又は名称】パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138771

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 将明

(72)【発明者】

【氏名】太田 慎也

(72)【発明者】

【氏名】田茂井 重智

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 元生

【審査官】梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０８７７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０７８３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３５７４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６６１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７８１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００３－００１８９１２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ５／００ － ５／１４

Ｇ０１Ｓ ７／００ － ７／４２

Ｇ０１Ｓ １１／００ － １３／９５

Ｇ０１Ｓ １９／００ － １９／５５

Ｇ０８Ｇ １／００ － ９９／００

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体と、
前記車体に連結された第１車輪及び第２車輪と、を備え、
前記第１車輪及び前記第２車輪で移動可能な車両と、携帯端末を備える無線システムであって、
前記車両は、
前記車体の内部に配置され、所定の絶縁性を備えた基板と、
少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第１導電部材で構成された第１アンテナと、
少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第２導電部材で構成された第２アンテナと、を備え、
前記携帯端末は、第３アンテナを備え、
前記基板の上において、前記第１アンテナの第１偏波方向と、前記第２アンテナの第２偏波方向とは異なり、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第１波長の第１電波と、前記第１波長と異なる第２波長の第２電波を送信し、
前記車両の前記第１アンテナは、前記第１電波及び前記第２電波を受信し、前記第１電波の第１電界強度と、前記第２電波の第２電界強度を検出し、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第３波長の第３電波と、前記第３波長と異なる第４波長の第４電波を送信し、
前記車両の前記第２アンテナは、前記第３電波及び前記第４電波を受信し、前記第３電波の第３電界強度と、前記第４電波の第４電界強度を検出し、
前記第１電界強度と前記第２電界強度の第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の第２の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求め、
前記第１電界強度と前記第２電界強度の前記第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の前記第２の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求める、
無線システム。

【請求項2】

請求項１に記載の無線システムであって、
前記車両の前記第１アンテナは、少なくとも前記第１波長の第５電波と、前記第２波長の第６電波を送信し、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第５電波及び前記第６電波を受信し、前記第５電波の第５電界強度と、前記第６電波の第６電界強度を検出し、
前記車両の前記第２アンテナは、少なくとも前記第３波長の第７電波と、前記第４波長の第８電波を送信し、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第７電波及び前記第８電波を受信し、前記第７電波の第７電界強度と、前記第８電波の第８電界強度を検出し、
前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の第４の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の第１位相差、及び、前記第５電波と前記第６電波の第２位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求め、
前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の前記第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の前記第４の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の第３位相差、及び、前記第７電波と前記第８電波の第４位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求める、
無線システム。

【請求項3】

請求項２に記載の無線システムであって、
前記携帯端末は、前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を、前記車両に通知し、
前記車両が、前記車両と前記携帯端末との距離を求める、
無線システム。

【請求項4】

請求項２又は請求項３に記載の無線システムであって、
前記携帯端末は、少なくとも前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を保持する第１記憶部を備える、
無線システム。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記車両は、少なくとも前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第３電界強度、及び前記第４電界強度を保持する第２記憶部を備える、
無線システム。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記携帯端末は、第１制御回路を備え、
前記車両は、第２制御回路を備える、
無線システム。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記車両と前記携帯端末との距離に応じて前記車両の設定を変化させる、
無線システム。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記第１波長と前記第３波長は同一であり、
前記第２波長と前記第４波長は同一である、
無線システム。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記第１アンテナは、第１ダイポールアンテナであり、
前記第１ダイポールアンテナは、少なくとも第１ホットエレメントと、第１グランドエレメントを有し、
前記第１ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、
前記第１グランドエレメントの実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である、
無線システム。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記第２アンテナは、第２ダイポールアンテナであり、
前記第２ダイポールアンテナは、少なくとも第２ホットエレメントと、第２グランドエレメントを有し、
前記第２ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、
前記第２グランドエレメントは、ループ形状部を有し、
前記ループ形状部の実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である、
無線システム。

【請求項11】

携帯端末と、車両に搭載可能な無線通信装置を備える無線システムであって、
前記無線通信装置は、
前記車両の車体の内部に配置され、所定の絶縁性を備えた基板と、
少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第１導電部材で構成された第１アンテナと、
少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第２導電部材で構成された第２アンテナと、を備え、
前記携帯端末は、第３アンテナを備え、
前記基板の上において、前記第１アンテナの第１偏波方向と、前記第２アンテナの第２偏波方向とは異なり、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第１波長の第１電波と、前記第１波長と異なる第２波長の第２電波を送信し、
前記無線通信装置の前記第１アンテナは、前記第１電波及び前記第２電波を受信し、前記第１電波の第１電界強度と、前記第２電波の第２電界強度を検出し、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第３波長の第３電波と、前記第３波長と異なる第４波長の第４電波を送信し、
前記無線通信装置の前記第２アンテナは、前記第３電波及び前記第４電波を受信し、前記第３電波の第３電界強度と、前記第４電波の第４電界強度を検出し、
前記第１電界強度と前記第２電界強度の第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の第２の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求め、
前記第１電界強度と前記第２電界強度の前記第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の前記第２の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求める、
無線システム。

【請求項12】

請求項１１に記載の無線システムであって、
前記無線通信装置の前記第１アンテナは、少なくとも前記第１波長の第５電波と、前記第２波長の第６電波を送信し、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第５電波及び前記第６電波を受信し、前記第５電波の第５電界強度と、前記第６電波の第６電界強度を検出し、
前記無線通信装置の前記第２アンテナは、少なくとも前記第３波長の第７電波と、前記第４波長の第８電波を送信し、
前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第７電波及び前記第８電波を受信し、前記第７電波の第７電界強度と、前記第８電波の第８電界強度を検出し、
前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の第４の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の第１位相差、及び、前記第５電波と前記第６電波の第２位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求め、
前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の前記第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の前記第４の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の第３位相差、及び、前記第７電波と前記第８電波の第４位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求める、
無線システム。

【請求項13】

請求項１２に記載の無線システムであって、
前記携帯端末は、前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を、前記無線通信装置に通知し、
前記無線通信装置が、前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求める、
無線システム。

【請求項14】

請求項１２又は請求項１３に記載の無線システムであって、
前記携帯端末は、少なくとも前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を保持する第１記憶部を備える、
無線システム。

【請求項15】

請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記無線通信装置は、少なくとも前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第３電界強度、及び前記第４電界強度を保持する第２記憶部を備える、
無線システム。

【請求項16】

請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記携帯端末は、第１制御回路を備え、
前記無線通信装置は、第２制御回路を備える、
無線システム。

【請求項17】

請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記無線通信装置と前記携帯端末との距離に応じて前記車両の設定を変化させる、
無線システム。

【請求項18】

請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記第１波長と前記第３波長は同一であり、
前記第２波長と前記第４波長は同一である、
無線システム。

【請求項19】

請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記第１アンテナは、第１ダイポールアンテナであり、
前記第１ダイポールアンテナは、少なくとも第１ホットエレメントと、第１グランドエレメントを有し、
前記第１ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、
前記第１グランドエレメントの実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である、
無線システム。

【請求項20】

請求項１１から請求項１９のいずれか１項に記載の無線システムであって、
前記第２アンテナは、第２ダイポールアンテナであり、
前記第２ダイポールアンテナは、少なくとも第２ホットエレメントと、第２グランドエレメントを有し、
前記第２ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、
前記第２グランドエレメントは、ループ形状部を有し、
前記ループ形状部の実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である、
無線システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両と、該車両と無線通信が可能な携帯端末とを備える無線システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、車載分野において、スマートフォンを車両の鍵とするために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信を使用してスマートフォンの位置を推定し、推定した位置に応じて車両の施錠やエンジンの始動を制御する測距システムが開発されている。

【0003】

高周波数帯を使用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信において、電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）では正確な距離推定を行うことができない。このため、複数のチャンネル間の位相差情報を使用した測距技術が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１５５７２４号公報

【文献】特開２０２０－０５８０２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、チャンネル間の位相差は、ＲＳＳＩが極端に低いと値がばらつく傾向にあり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの電波の伝搬特性上、ＲＳＳＩが低くなるポイント（即ち、“ヌル”）が複数存在するので、従来のＥＣＵ（Electronic Control Unit）のように１本のアンテナのみで通信すると、正確な距離を測定できない場合がある。また、スマートフォンからの電波が人体に遮断された場合にＲＳＳＩが低下することから、この場合も１本のアンテナのみで通信すると、正確な距離を測定できない場合がある。これらの解決策として、４本のアンテナを用いて測距を行う提案（特許文献２）がなされているが、４本のアンテナを使用することでコスト高になり、またアンテナ切り替えに要する電力消費が多くなるという課題がある。

【0006】

本開示は、車両と携帯端末との距離を正確かつ安価に測定できる無線システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の無線システムは、車体と、前記車体に連結された第１車輪及び第２車輪と、を備え、前記第１車輪及び前記第２車輪で移動可能な車両と、携帯端末を備える無線システムであって、前記車両は、前記車体の内部に配置され、所定の絶縁性を備えた基板と、少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第１導電部材で構成された第１アンテナと、少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第２導電部材で構成された第２アンテナと、を備え、前記携帯端末は、第３アンテナを備え、前記基板の上において、前記第１アンテナの第１偏波方向と、前記第２アンテナの第２偏波方向とは異なり、前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第１波長の第１電波と、前記第１波長と異なる第２波長の第２電波を送信し、前記車両の前記第１アンテナは、前記第１電波及び前記第２電波を受信し、前記第１電波の第１電界強度と、前記第２電波の第２電界強度を検出し、前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第３波長の第３電波と、前記第３波長と異なる第４波長の第４電波を送信し、前記車両の前記第２アンテナは、前記第３電波及び前記第４電波を受信し、前記第３電波の第３電界強度と、前記第４電波の第４電界強度を検出し、前記第１電界強度と前記第２電界強度の第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の第２の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求め、前記第１電界強度と前記第２電界強度の前記第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の前記第２の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求める。

【0008】

本開示によれば、携帯端末は、第３アンテナを備え、第３アンテナが第１波長の第１電波と第２波長の第２電波を送信し、また、第３アンテナが第３波長の第３電波と第４波長の第４電波を送信し、車両は、互いに偏波方向の異なる第１アンテナと第２アンテナを備え、第１アンテナが、携帯端末から送信された第１電波及び第２電波を受信し、受信した第１電波及び第２電波それぞれの電界強度を検出し、第２アンテナが、携帯端末から送信された第３電波及び第４電波を受信し、受信した第３電波及び第４電波それぞれの電界強度を検出し、第１アンテナが受信した第１電波及び第２電波における電界強度の和が、第２アンテナが受信した第３電波及び第４電波における電界強度の和より大きい場合、第１アンテナが受信した第１電波及び第２電波の位相差より車両と携帯端末との距離を求め、第１アンテナが受信した第１電波及び第２電波における電界強度の和が、第２アンテナが受信した第３電波及び第４電波における電界強度の和より小さい場合、第２アンテナが受信した第３電波及び第４電波の位相差より車両と携帯端末との距離を求めるので、常に高い精度で車両と携帯端末との距離を求めることができる。また、車両で使用するアンテナが２本で済むことから、４本のアンテナを使用する従来技術と比較して低価格で、かつアンテナ切り替えに伴う電力消費の低減が図れる。

【0009】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記車両の前記第１アンテナは、少なくとも前記第１波長の第５電波と、前記第２波長の第６電波を送信し、前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第５電波及び前記第６電波を受信し、前記第５電波の第５電界強度と、前記第６電波の第６電界強度を検出し、前記車両の前記第２アンテナは、少なくとも前記第３波長の第７電波と、前記第４波長の第８電波を送信し、前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第７電波及び前記第８電波を受信し、前記第７電波の第７電界強度と、前記第８電波の第８電界強度を検出し、前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の第４の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の第１位相差、及び、前記第５電波と前記第６電波の第２位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求め、前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の前記第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の前記第４の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の第３位相差、及び、前記第７電波と前記第８電波の第４位相差より前記車両と前記携帯端末との距離を求める。

【0010】

本開示によれば、車両の第１アンテナが、第１波長の第５電波と、第２波長の第６電波を送信し、また、車両の第２アンテナが、第３波長の第７電波と、第４波長の第８電波を送信し、携帯端末の第３アンテナが、第５電波及び第６電波を受信し、第５電波の第５電界強度と、第６電波の第６電界強度を検出し、また、携帯端末の第３アンテナが、第７電波及び第８電波を受信し、第７電波の第７電界強度と、第８電波の第８電界強度を検出し、第１アンテナが検出した第１電界強度及び第２電界強度と、第３アンテナが検出した第５電界強度及び第６電界強度との第３の和が、第２アンテナが検出した第３電界強度及び第４電界強度と、第３アンテナが検出した第７電界強度及び第８電界強度の第４の和より大きい場合、第１電波と第２電波の第１位相差、及び、第５電波と第６電波の第２位相差より車両と携帯端末との距離を求め、第１電界強度、第２電界強度、第５電界強度、及び第６電界強度の第３の和が、第３電界強度、第４電界強度、第７電界強度、第８電界強度の第４の和より小さい場合、第３電波と第４電波の第３位相差、及び、第７電波と第８電波の第４位相差より車両と携帯端末との距離を求めるので、更に高い精度で車両と携帯端末との距離を求めることができる。また、車両で使用するアンテナが２本で済むことから、４本のアンテナを使用する従来技術と比較して低価格で、かつアンテナ切り替えに伴う電力消費の低減が図れる。

【0011】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記携帯端末は、前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を、前記車両に通知し、前記車両が、前記車両と前記携帯端末との距離を求める。

【0012】

本開示によれば、車両は、携帯端末から通知された第５電界強度、第６電界強度、第７電界強度、及び第８電界強度を基に車両と携帯端末との距離を求めることができる。

【0013】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記携帯端末は、少なくとも前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を保持する第１記憶部を備える。

【0014】

本開示によれば、携帯端末は、検出した第５電界強度、第６電界強度、第７電界強度、及び第８電界強度を記憶することができる。

【0015】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記車両は、少なくとも前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第３電界強度、及び前記第４電界強度を保持する第２記憶部を備える。

【0016】

本開示によれば、車両は、検出した第１電界強度、第２電界強度、第３電界強度、及び第４電界強度を記憶することができる。

【0017】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記携帯端末は、第１制御回路を備え、前記車両は、第２制御回路を備える。

【0018】

本開示によれば、携帯端末と車両のそれぞれにおいて、車両と携帯端末との距離を求めるための制御と、該距離を求めた後の制御を行うことができる。

【0019】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記車両と前記携帯端末との距離に応じて前記車両の設定を変化させる。

【0020】

本開示によれば、例えば車両と携帯端末との距離が所定値以上の場合、操作を受け付けなくなり、当該距離が所定値以下の場合、操作を受け付ける。なお、車両と携帯端末との距離が所定値の場合、操作を受け付けるようにしてもよいし、受け付けないようにしてもよい。

【0021】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記第１波長と前記第３波長は同一であり、前記第２波長と前記第４波長は同一である。

【0022】

本開示によれば、第１波長と第３波長を異なる波長にし、また第２波長と第４波長を異なる波長とした場合と比べて波長を変更する制御が不要になり、低価格化に寄与できる。

【0023】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記第１アンテナは、第１ダイポールアンテナであり、前記第１ダイポールアンテナは、少なくとも第１ホットエレメントと、第１グランドエレメントを有し、前記第１ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、前記第１グランドエレメントの実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である。

【0024】

本開示によれば、ダイポールアンテナとしての最大利得が得られ、指向性を３６０度の角度で略均一化できるので、携帯端末が車両に対してどの位置に存在していても略同一精度で車両と携帯端末との距離を計測することができる。

【0025】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記第２アンテナは、第２ダイポールアンテナであり、前記第２ダイポールアンテナは、少なくとも第２ホットエレメントと、第２グランドエレメントを有し、前記第２ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、前記第２グランドエレメントは、ループ形状部を有し、前記ループ形状部の実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である。

【0026】

本開示によれば、ダイポールアンテナとしての最大利得が得られ、指向性を３６０度の角度で略均一化できるので、携帯端末が車両に対してどの位置に存在していても略同一精度で車両と携帯端末との距離を計測することができる。

【0027】

本開示の無線システムは、携帯端末と、車両に搭載可能な無線通信装置を備える無線システムであって、前記無線通信装置は、前記車両の車体の内部に配置され、所定の絶縁性を備えた基板と、少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第１導電部材で構成された第１アンテナと、少なくとも一部が、前記基板の上に所定の導電性を有する第２導電部材で構成された第２アンテナと、を備え、前記携帯端末は、第３アンテナを備え、前記基板の上において、前記第１アンテナの第１偏波方向と、前記第２アンテナの第２偏波方向とは異なり、前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第１波長の第１電波と、前記第１波長と異なる第２波長の第２電波を送信し、前記無線通信装置の前記第１アンテナは、前記第１電波及び前記第２電波を受信し、前記第１電波の第１電界強度と、前記第２電波の第２電界強度を検出し、前記携帯端末の前記第３アンテナは、少なくとも第３波長の第３電波と、前記第３波長と異なる第４波長の第４電波を送信し、前記無線通信装置の前記第２アンテナは、前記第３電波及び前記第４電波を受信し、前記第３電波の第３電界強度と、前記第４電波の第４電界強度を検出し、前記第１電界強度と前記第２電界強度の第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の第２の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求め、前記第１電界強度と前記第２電界強度の前記第１の和が、前記第３電界強度と前記第４電界強度の前記第２の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求める。

【0028】

本開示によれば、携帯端末は、互いに波長の異なる４つの電波を第３アンテナから送信し、無線通信装置は、互いに偏波方向の異なる第１アンテナと第２アンテナで、携帯端末から送信された電波を受信し、第１アンテナで受信した２つの電波それぞれの電界強度を検出するとともに、第２アンテナで受信した２つの電波それぞれの電界強度を検出し、第１アンテナで受信した２つの電波における電界強度の和が、第２アンテナで受信した２つの電波における電界強度の和より大きい場合、第１アンテナで受信した２つの電波の位相差より無線通信装置と携帯端末との距離を求め、第１アンテナで受信した２つの電波における電界強度の和が、第２アンテナで受信した２つの電波における電界強度の和より小さい場合、第２アンテナで受信した２つの電波の位相差より無線通信装置と携帯端末との距離を求めるので、常に高い精度で無線通信装置と携帯端末との距離を求めることができる。また、無線通信装置で使用するアンテナが２本で済むことから、４本のアンテナを使用する従来技術と比較して低価格で、かつアンテナ切り替えに伴う電力消費の低減が図れる。

【0029】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記無線通信装置の前記第１アンテナは、少なくとも前記第１波長の第５電波と、前記第２波長の第６電波を送信し、前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第５電波及び前記第６電波を受信し、前記第５電波の第５電界強度と、前記第６電波の第６電界強度を検出し、前記無線通信装置の前記第２アンテナは、少なくとも前記第３波長の第７電波と、前記第４波長の第８電波を送信し、前記携帯端末の前記第３アンテナは、前記第７電波及び前記第８電波を受信し、前記第７電波の第７電界強度と、前記第８電波の第８電界強度を検出し、前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の第４の和より大きい場合、前記第１電波と前記第２電波の第１位相差、及び、前記第５電波と前記第６電波の第２位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求め、前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第５電界強度、及び前記第６電界強度の前記第３の和が、前記第３電界強度、前記第４電界強度、前記第７電界強度、前記第８電界強度の前記第４の和より小さい場合、前記第３電波と前記第４電波の第３位相差、及び、前記第７電波と前記第８電波の第４位相差より前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求める。

【0030】

本開示によれば、無線通信装置の第１アンテナが、第１波長の第５電波と、第２波長の第６電波を送信し、また、無線通信装置の第２アンテナが、第３波長の第７電波と、第４波長の第８電波を送信し、携帯端末の第３アンテナが、第５電波及び第６電波を受信し、第５電波の第５電界強度と、第６電波の第６電界強度を検出し、また、携帯端末の第３アンテナが、第７電波及び第８電波を受信し、第７電波の第７電界強度と、第８電波の第８電界強度を検出し、第１アンテナが検出した第１電界強度及び第２電界強度と、第３アンテナが検出した第５電界強度及び第６電界強度との第３の和が、第２アンテナが検出した第３電界強度及び第４電界強度と、第３アンテナが検出した第７電界強度及び第８電界強度の第４の和より大きい場合、第１電波と第２電波の第１位相差、及び、第５電波と第６電波の第２位相差より無線通信装置と携帯端末との距離を求め、第１電界強度、第２電界強度、第５電界強度、及び第６電界強度の第３の和が、第３電界強度、第４電界強度、第７電界強度、第８電界強度の第４の和より小さい場合、第３電波と第４電波の第３位相差、及び、第７電波と第８電波の第４位相差より無線通信装置と携帯端末との距離を求めるので、更に高い精度で無線通信装置と携帯端末との距離を求めることができる。また、無線通信装置で使用するアンテナが２本で済むことから、４本のアンテナを使用する従来技術と比較して低価格で、かつアンテナ切り替えに伴う電力消費の低減が図れる。

【0031】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記携帯端末は、前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を、前記無線通信装置に通知し、前記無線通信装置が、前記無線通信装置と前記携帯端末との距離を求める。

【0032】

本開示によれば、無線通信装置は、携帯端末から通知された第５電界強度、第６電界強度、第７電界強度、及び第８電界強度を基に無線通信装置と携帯端末との距離を求めることができる。

【0033】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記携帯端末は、少なくとも前記第５電界強度、前記第６電界強度、前記第７電界強度、及び前記第８電界強度を保持する第１記憶部を備える。

【0034】

本開示によれば、携帯端末は、検出した第５電界強度、第６電界強度、第７電界強度、及び第８電界強度を記憶することができる。

【0035】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記無線通信装置は、少なくとも前記第１電界強度、前記第２電界強度、前記第３電界強度、及び前記第４電界強度を保持する第２記憶部を備える。

【0036】

本開示によれば、無線通信装置は、検出した第１電界強度、第２電界強度、第３電界強度、及び第４電界強度を記憶することができる。

【0037】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記携帯端末は、第１制御回路を備え、前記無線通信装置は、第２制御回路を備える。

【0038】

本開示によれば、携帯端末と無線通信装置のそれぞれにおいて、無線通信装置と携帯端末との距離を求めるための制御と、該距離を求めた後の制御を行うことができる。

【0039】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記無線通信装置と前記携帯端末との距離に応じて前記車両の設定を変化させる。

【0040】

本開示によれば、例えば無線通信装置と携帯端末との距離が所定値以上の場合、操作を受け付けなくなり、当該距離が所定値以下の場合、操作を受け付ける。なお、無線通信装置と携帯端末との距離が所定値の場合、操作を受け付けるようにしてもよいし、受け付けないようにしてもよい。

【0041】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記第１波長と前記第３波長は同一であり、前記第２波長と前記第４波長は同一である。

【0042】

本開示によれば、第１波長と第３波長を異なる波長にし、また第２波長と第４波長を異なる波長とした場合と比べて波長を変更する制御が不要になり、低価格化に寄与できる。

【0043】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記第１アンテナは、第１ダイポールアンテナであり、記第１ダイポールアンテナは、少なくとも第１ホットエレメントと、第１グランドエレメントを有し、前記第１ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、前記第１グランドエレメントの実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である。

【0044】

本開示によれば、ダイポールアンテナとしての最大利得が得られ、指向性を３６０度の角度で略均一化できるので、携帯端末が無線通信装置に対してどの位置に存在していても略同一精度で無線通信装置と携帯端末との距離を計測することができる。

【0045】

本開示の無線システムは、上記構成において、前記第２アンテナは、第２ダイポールアンテナであり、記第２ダイポールアンテナは、少なくとも第２ホットエレメントと、第２グランドエレメントを有し、前記第２ホットエレメントの実効長は、使用周波数の波長の１／４であり、前記第２グランドエレメントは、ループ形状部を有し、前記ループ形状部の実効長は、前記使用周波数の波長の１／４である。

【0046】

本開示によれば、ダイポールアンテナとしての最大利得が得られ、指向性を３６０度の角度で略均一化できるので、携帯端末が無線通信装置に対してどの位置に存在していても略同一精度で無線通信装置と携帯端末との距離を計測することができる。

【発明の効果】

【0047】

本開示によれば、車両（又は無線通信装置）と携帯端末との距離を正確かつ安価に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】実施形態の無線システムの概略構成を示すブロック図

【図2】実施形態の無線システムを構成する車両の外観を示す側面図

【図3】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵの外観を示す斜視図

【図4】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵの実装状態における基板と板金部の位置関係を示す図

【図5】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵの垂直偏波用アンテナの各角度でのアンテナ利得を示す図

【図6】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵの水平偏波用アンテナの各角度でのアンテナ利得を示す図

【図7】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵと携帯端末の動作を説明するためのフローチャート

【図8】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵと携帯端末の動作を説明するためのフローチャート

【図9】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵと携帯端末の動作を説明するためのフローチャート

【図10】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵから送信される測距開始要求パケットを示す図

【図11】実施形態の無線システムを構成する携帯端末から送信されるＳｌａｖｅデータ送信パケットを示す図

【図12】実施形態の無線システムを構成するＥＣＵから送信されるリトライ要求パケットを示す図

【発明を実施するための形態】

【0049】

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る無線システムを具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0050】

以下、本開示を実施するための好適な本実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0051】

以下、図面を参照して、本実施形態の無線システムについて説明する。図１は、本実施形態の無線システム１０の概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態の無線システム１０を構成する車両２０の外観を示す側面図である。図１及び図２において、本実施形態の無線システム１０は、自動二輪車の車両２０と、車両２０のユーザが所持する携帯端末３０と、車両２０の内部に配置される無線通信装置であるＥＣＵ６０とを備える。車両２０は、車体２１と、車体２１に連結された前輪（第１車輪）２２及び後輪（第２車輪）２３とを備える。なお、車両２０は、二輪車に限定されるものではなく、一輪車であっても良いし、三輪車以上であっても良い。

【0052】

携帯端末３０は、持ち歩くのに好適な形状及び大きさの箱形の筐体を備える。携帯端末３０は、ＥＣＵ６０とペアになるように、事前にＥＣＵ６０に登録される。ＥＣＵ６０と携帯端末３０との間の通信には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ＬＥ（Low Energy）が用いられる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＬＥ（以下、“ＢＬＥ”と呼ぶ）で使用される周波数は２．４ＧＨｚ帯であり、通信距離は１００ｍ程度である。なお、携帯端末３０は、電子キーやＦＯＢキーとも呼ばれるものであるが、スマートフォンであっても構わない。

【0053】

図１において、携帯端末３０は、第３アンテナ３０１と、フロントエンド部３０２と、制御回路（第１制御回路）３０３とを備える。第３アンテナ３０１は、例えば、１つのダイポールアンテナであり、ホットエレメントとグランドエレメントとを有する。ホットエレメントの実効長は使用周波数の波長の１／４であり、グランドエレメントの実効長は使用周波数の波長の１／４である。なお、第３アンテナ３０１は、ダイポールアンテナに限らず、複数のアンテナ素子からなるものであってもよい。

【0054】

フロントエンド部３０２は、微弱な信号の増幅、高い周波数から低い周波数への変換、送信信号の受信部側への回り込みの抑制等を行う。制御回路３０３は、発振器３０３１と、送信部３０３２と、受信部３０３３と、メモリ（第１記憶部）３０３４と、制御部（第１制御回路）３０３５とを備える。発振器３０３１は、搬送波信号を生成するローカル発振器である。送信部３０３２は、送信しようとするＩＱデータ（ベースバンド信号）から電波を生成し、フロントエンド部３０２を介して第３アンテナ３０１から送信する。受信部３０３３は、第３アンテナ３０１で受信された電波からＩＱデータを抽出して電界強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を検出する。

【0055】

制御部３０３５は、波長の異なる複数の電波を送信する制御を行う。具体的には、第１波長の第１電波、第１波長と異なる第２波長の第２電波、第３波長の第３電波、及び第３波長と異なる第４波長の第４電波を送信する制御を行う。

【0056】

制御部３０３５は、送信制御の他に、波長の異なる複数の電波を受信する制御も行う。具体的には、第１波長の第５電波、第２波長の第６電波、第３波長の第７電波、第４波長の第８電波を受信する制御を行う。

【0057】

なお、第１波長と第３波長は、同一の波長であっても構わない。また、第２波長と第４波長も同一の波長であっても構わない。

【0058】

また、制御部３０３５は、受信した電波の電界強度を検出する制御も行う。制御部３０３５は、第５電波の第５電界強度、第６電波の第６電界強度、第７電波の第７電界強度、及び第８電波の第８電界強度を検出する。制御部３０３５は、検出した電波の電界強度（第５電界強度、第６電界強度、第７電界強度、及び第８電界強度）をメモリ３０３４に保存する。なお、制御部３０３５は、第５電界強度、第６電界強度、第７電界強度、及び第８電界強度を車両２０側に通知するようにしてもよい。このようにすることで、車両２０側（ＥＣＵ６０側）で車両２０と携帯端末３０との距離を求めることができる。

【0059】

また、制御部３０３５は、受信した電波の電界強度に基づいて車両２０と携帯端末３０との距離を求める。即ち、制御部３０３５は、第１電界強度、第２電界強度、第５電界強度、及び第６電界強度の和（第３の和）が、第３電界強度、第４電界強度、第７電界強度、第８電界強度の和（第４の和）より大きい場合、第１電波と第２電波の第１位相差、及び、第５電波と第６電波の第２位相差より車両２０と携帯端末３０との距離を求める。また、制御部３０３５は、第１電界強度、第２電界強度、第５電界強度、及び第６電界強度の和（第３の和）が、第３電界強度、第４電界強度、第７電界強度、第８電界強度の和（第４の和）より小さい場合、第３電波と第４電波の第３位相差、及び第７電波と第８電波の第４位相差より車両２０と携帯端末３０との距離を求める。

【0060】

なお、車両２０と携帯端末３０との距離の算出において、第１電界強度、第２電界強度、第５電界強度、及び第６電界強度の和を用いたが、第１電界強度、第２電界強度、第５電界強度、及び第６電界強度の和の成分が含まれていればよい。例えば、第１電界強度、第２電界強度、第５電界強度、及び第６電界強度を４で割って平均値を用いることができる。同様に、第３電界強度、第４電界強度、第７電界強度、第８電界強度の和を用いたが、第３電界強度、第４電界強度、第７電界強度、第８電界強度の和の成分が含まれていればよい。

【0061】

なお、制御部３０３５は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵを制御するためのプログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵの動作に用いられるＲＡＭ（Random Access memory）を有している。

【0062】

制御回路３０３は、発振器３０３１と、送信部３０３２と、受信部３０３３と、メモリ３０３４と、制御部３０３５とを備えるものであるが、メモリ３０３４と制御部３０３５のみからなるものであっても良いし、制御部３０３５そのものが制御回路３０３であってもよい。

【0063】

図１において、ＥＣＵ６０は、第１アンテナ６０１と、第２アンテナ６０２と、アンテナ切り替えスイッチ６０３と、フロントエンド部６０４と、制御回路（第２制御回路）６０５とを備える。第１アンテナ６０１は、第１ダイポールアンテナであり、少なくとも第１導電部材で構成された第１ホットエレメントと第１グランドエレメントを有し、第１ホットエレメントの実効長は使用周波数の波長の１／４であり、第１グランドエレメントの実効長は使用周波数の波長の１／４である。

【0064】

第２アンテナ６０２は、第２ダイポールアンテナであり、少なくとも第２導電部材で構成された第２ホットエレメントと第２グランドエレメントを有し、第２ホットエレメントの実効長は使用周波数の波長の１／４であり、第２グランドエレメントの実効長は使用周波数の波長の１／４である。

【0065】

第１アンテナ６０１の第１偏波方向と、第２アンテナ６０２の第２偏波方向とは異なっている。本実施形態では、互いに直交する方向に配置されており、第１アンテナ６０１は垂直偏波用とし、第２アンテナ６０２は水平偏波用として用いられる。なお、第１アンテナ６０１と第２アンテナ６０２の具体的な構造については後述する。

【0066】

アンテナ切り替えスイッチ６０３は、制御回路６０５からの切り替え信号に従って第１アンテナ６０１と第２アンテナ６０２を交互に切り替える。フロントエンド部６０４は、上述した携帯端末３０のフロントエンド部３０２と同様に、微弱な信号の増幅、高い周波数から低い周波数への変換、送信信号の受信部側への回り込みの抑制等を行う。

【0067】

制御回路６０５は、発振器６０５１と、送信部６０５２と、受信部６０５３と、メモリ（第２記憶部）６０５４と、制御部（第２制御回路）６０５５とを備える。発振器６０５１は、上述した制御回路３０３の発振器３０３１と同様に、搬送波信号を生成するローカル発振器である。送信部６０５２は、送信しようとするＩＱデータ（ベースバンド信号）から電波を生成し、フロントエンド部６０４、アンテナ切り替えスイッチ６０３を介して第１アンテナ６０１又は第２アンテナ６０２から送信する制御を行う。送信部６０５２は、少なくとも第１波長の第５電波と、第２波長の第６電波を第１アンテナ６０１から送信する制御を行う。また、送信部６０５２は、少なくとも第３波長の第７電波と、第４波長の第８電波を第２アンテナ６０２から送信する制御を行う。

【0068】

受信部６０５３は、第１アンテナ６０１又は第２アンテナ６０２で受信された電波からＩＱデータを抽出して電界強度（ＲＳＳＩ）を検出する。例えば、受信部６０５３は、第１アンテナ６０１が第１波長の第１電波及び第２波長の第２電波を受信した場合、第１電波の第１電界強度と、第２電波の第２電界強度を検出する。また、第２アンテナ６０２が第３波長の第３電波及び第４波長の第４電波を受信した場合、第３電波の第３電界強度と、第４電波の第４電界強度を検出する。

【0069】

制御部６０５５は、アンテナ切り替えスイッチ６０３に対する切り替え制御と、送信部６０５２に対する送信タイミングの制御（トリガ制御）を行う。制御部６０５５における送信タイミングの制御は、第１アンテナ６０１に切り替えた後、第１波長の第５電波と、第２波長の第６電波を送信させ、第２アンテナ６０２に切り替えた後、第３波長の第７電波と、第４波長の第８電波を送信させる。

【0070】

また、制御部６０５５は、受信部６０５３で受信された電波の電界強度をメモリ６０５４に保存する制御を行う。即ち、制御部６０５５は、第１アンテナ６０１で受信された第１波長の第１電波の第１電界強度、及び第２波長の第２電波の第２電界強度をメモリ６０５４に保存し、また第２アンテナ６０２で受信された第３波長の第３電波の第３電界強度、及び第４波長の第４電波の第４電界強度をメモリ６０５４に保存する。なお、第２波長は、第１波長と異なる波長であり、第４波長は、第３波長と異なる波長である。

【0071】

制御部６０５５は、受信した電波の電界強度に基づいて車両２０と携帯端末３０との距離を求める。即ち、制御部６０５５は、第１電界強度と第２電界強度の和（第１の和）が、第３電界強度と第４電界強度の和（第２の和）より大きい場合、第１電波と第２電波の位相差より車両２０と携帯端末３０との距離を求め、第１電界強度と第２電界強度の第１の和が、第３電界強度と第４電界強度の第２の和より小さい場合、第３電波と第４電波の位相差より車両２０と携帯端末３０との距離を求める。

【0072】

なお、車両２０と携帯端末３０との距離の算出において、第１電界強度と第２電界強度の和を用いたが、第１電界強度と第２電界強度の和の成分が含まれていればよい。例えば、第１電界強度と第２電界強度を２で割って平均値を用いることができる。同様に、第３電界強度と第４電界強度の和の成分が含まれていればよい。例えば、第３電界強度と第４電界強度を２で割って平均値を用いることができる。

【0073】

制御部６０５５は、車両２０と携帯端末３０との距離を算出した後、算出した距離に応じて車両２０の設定を変化させる。この場合、車両２０と携帯端末３０との距離が所定値以上であれば、携帯端末３０の操作を受け付けなくなり、所定値以下であれば、携帯端末３０の操作を受け付ける。なお、車両２０と携帯端末３０との距離が所定値の場合、携帯端末３０の操作を受け付けても、受け付けなくてもよい。

【0074】

なお、制御部６０５５は、携帯端末３０の制御部３０３５と同様に、図示せぬＣＰＵと、ＣＰＵを制御するためのプログラムを記憶したＲＯＭと、ＣＰＵの動作に用いられるＲＡＭを有している。

【0075】

図３は、ＥＣＵ６０の外観を示す斜視図である。同図において、ＥＣＵ６０を構成する基板６１０は、所定の絶縁性を備えており、車両２０の内部に配置される。基板６１０上には、第１ダイポールアンテナである第１アンテナ６０１と、第２ダイポールアンテナである第２アンテナ６０２と、第１アンテナ６０１に給電するための給電線６０６と、第２アンテナ６０２に給電するための給電線６０８とがそれぞれパターン形成されている。この場合、第１アンテナ６０１と第２アンテナ６０２は、直交する向きに配置される。第１アンテナ６０１は垂直偏波用アンテナとして用いられ、第２アンテナ６０２は水平偏波用アンテナとして用いられる。

【0076】

第１アンテナ６０１は、第１ホットエレメント６０１１と第１グランドエレメント６０１２とを有している。第１アンテナ６０１のアンテナ長（実効長）は、ダイポールアンテナの最大利得となるように、第１ホットエレメント６０１１側、第１グランドエレメント６０１２側ともに波長×１／４としている。使用周波数が２．４ＧＨｚ帯の場合、アンテナ長は３ｃｍとなる。第１ホットエレメント６０１１と第１グランドエレメント６０１２との間には、アンテナマッチング用コンデンサ６０７が実装されている。

【0077】

第２アンテナ６０２は、第２ホットエレメント６０１３とコ字型の枠体形状を成すループ形状部である板金部６０１５（第２グランドエレメント）とを有している。ここで、第２アンテナ６０２は、ダイポールの形状のままだと八の字型の指向性となるため、グランド側を板金を用いたグランドとのループ形状とし、グランドとのループを強くして水平偏波を放射するように、アンテナ下をベタグランド６０１４としている。アンテナ長は、第１アンテナ６０１と同じく、第２ホットエレメント６０１３側、グランド側ともに波長×１／４としている。使用周波数が２．４ＧＨｚ帯の場合、第２ホットエレメント６０１３は３ｃｍ、板金部６０１５も３ｃｍとなる。板金部６０１５は、各辺が１ｃｍで合計３ｃｍとなる。第２ホットエレメント６０１３とベタグランド６０１４との間には、第１アンテナ６０１と同様に、アンテナマッチング用コンデンサ６０９が実装されている。

【0078】

図３は同図中に示す３軸方向でＥＣＵ６０を見た斜視図であるが、図４はＸ軸方向を垂直方向、Ｚ軸方向を水平方向に置き換えた場合の実装状態における基板６１０と板金部６０１５の位置関係を示す図である。この図に示すように、板金部６０１５は、基板６１０の厚さ方向と同方向に立設されている。板金部６０１５の両端部は、基板６１０に形成されたベタグランド６０１４に接続されている。

【0079】

図４において、基板６１０上には、アンテナ切り替えスイッチ６０３、フロントエンド部６０４及び制御回路６０５が実装されている。制御回路６０５は、ＩＣ（Integrated Circuit）化されている。

【0080】

図５は、第１アンテナ６０１のアンテナ利得をシミュレーションした結果を示す図である。同図において、二点鎖線は、垂直偏波でのアンテナ利得を示しており、実線は、水平偏波でのアンテナ利得を示している。第１アンテナ６０１は、垂直偏波用アンテナであるので、各角度でのアンテナ利得は、垂直偏波のほうが大きくなっている。一方、図６は、第２アンテナ６０２のアンテナ利得をシミュレーションした結果を示す図である。同図において、二点鎖線は、垂直偏波でのアンテナ利得を示しており、実線は、水平偏波でのアンテナ利得を示している。第２アンテナ６０２は、水平偏波用アンテナであるので、各角度でのアンテナ利得は、水平偏波のほうが大きくなっている。

【0081】

なお、第２アンテナ６０２において、板金部６０１５をグランドとし、第２ホットエレメント６０１３をホットラインとしたが、逆即ち板金部６０１５をホットラインとし、第２ホットエレメント６０１３をグランドとしてもよい。

【0082】

また、第１ホットエレメント６０１１、第２ホットエレメント６０１３、第１グランドエレメント６０１２、及び板金部６０１５の各長さは、基板６１０の材質や、層構成によって変わってくるため、基板６１０に合わせて任意に変更が可能である。

【0083】

次に、本実施形態の無線システム１０の動作について説明する。
図７～図９は、本実施形態の無線システム１０を構成する携帯端末３０とＥＣＵ６０の動作を説明するためのフローチャートである。携帯端末３０側の処理とＥＣＵ６０側の処理は、共にＢＬＥの定期通信のタイミング（即ち所定の時間間隔）で実行される。これは、スタートからエンドまでの処理が１回限りで終わるというものではないということである。

【0084】

図７において、ＥＣＵ６０は、ＢＬＥの定期通信による測距開始指示を送信する（ステップＳ１）。ＢＬＥは一定周期で定期通信を行うため、その定期通信中で測距開始指示があると、定期通信の合間でこれ以降のフローを実行する。携帯端末３０は、ＢＬＥの定期通信による測距開始指示を受信する（ステップＳ１００）。携帯端末３０は、測距開始指示を受信すると、ＢＬＥの定期通信による測距開始応答を送信する（ステップＳ１０１）。ＥＣＵ６０は、ＢＬＥの定期通信による測距開始応答を受信する（ステップＳ２）。

【0085】

ＥＣＵ６０は、測距開始応答を受信すると、測距開始要求パケットを送信する（ステップＳ３）。携帯端末３０は、ＥＣＵ６０から送信された測距開始要求パケットを受信する（ステップＳ１０２）。図１０は、測距開始要求パケットの構造を示す図である。同図に示すように、測距開始要求パケットは、「Ｐｒｅａｍｂｌｅ」、「機器ＩＤ」、「コマンド（測距開始指示）」、「ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）」から構成される。

【0086】

測距開始要求パケットが送信された後、制御部６０５５にてアンテナ切り替えスイッチ６０３が制御されて、第１アンテナ６０１側に切り替えられる（ステップＳ４）。第１アンテナ６０１側に切り替えられた後、ＥＣＵ６０は、ＣＨ１（チャンネル１）の無変調電波を携帯端末３０に送信する（ステップＳ５）。携帯端末３０は、無変調電波を受信する（ステップＳ１０３）。携帯端末３０の受信部３０３３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ３０３４に一時保存（Ｓｌａｖｅデータ（１））される（ステップＳ１０４）。図１１は、Ｓｌａｖｅデータ送信パケットの構造を示す図である。同図に示すように、Ｓｌａｖｅデータ送信パケットは、「Ｐｒｅａｍｂｌｅ」、「機器ＩＤ」、「コマンド（Ｓｌａｖｅデータ）」、「Ｓｌａｖｅ ＲＳＳＩ」、「Ｓｌａｖｅ ＩＱデータ」、「ＣＲＣ」から構成される。携帯端末３０は、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータをメモリ３０３４に保存した後、ＥＣＵ６０にＣＨ１の無変調電波を送信する（ステップＳ１０５）。

【0087】

ＥＣＵ６０は、携帯端末３０から送信された無変調電波を受信する（ステップＳ６）。この場合、ＥＣＵ６０は、ノイズを含めて何らかの信号を受信するため、次のフローへ強制遷移する。ＥＣＵ６０は、無変調電波を受信すると、受信部６０５３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ６０５４に一時保存（Ｍａｓｔｅｒデータ（１））される（ステップＳ７）。次いで、ＥＣＵ６０の制御部６０５５にてアンテナ切り替えスイッチ６０３が制御されて、第２アンテナ６０２側に切り替えられる（ステップＳ８）。第２アンテナ６０２側に切り替えられた後、ＥＣＵ６０は、ＣＨ１（チャンネル１）の無変調電波を携帯端末３０に送信する（ステップＳ９）。携帯端末３０は、無変調電波を受信する（ステップＳ１０６）。携帯端末３０の受信部３０３３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ３０３４に一時保存（Ｓｌａｖｅデータ（２））される（ステップＳ１０７）。次いで、携帯端末３０は、ＥＣＵ６０にＣＨ１の無変調電波を送信する（ステップＳ１０８）。

【0088】

ＥＣＵ６０は、携帯端末３０から送信された無変調電波を受信する（ステップＳ１０）。ＥＣＵ６０は、無変調電波を受信すると、受信部６０５３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ６０５４に一時保存（Ｍａｓｔｅｒデータ（２））される（ステップＳ１１）。制御部６０５５にてアンテナ切り替えスイッチ６０３が制御されて、第１アンテナ６０１側に切り替えられる（ステップＳ１２）。第１アンテナ６０１側に切り替えられた後、ＥＣＵ６０は、ＣＨ２（チャンネル２）の無変調電波を携帯端末３０に送信する（ステップＳ１３）。

【0089】

携帯端末３０は、無変調電波を受信する（ステップＳ１０９）。携帯端末３０の受信部３０３３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ３０３４に一時保存（Ｓｌａｖｅデータ（３））される（ステップＳ１１０）。次いで、携帯端末３０は、ＥＣＵ６０にＣＨ２の無変調電波を送信する（ステップＳ１１１）。ＥＣＵ６０は、携帯端末３０から送信された無変調電波を受信する（ステップＳ１４）。この場合、ＥＣＵ６０は、ノイズを含めて何らかの信号を受信するため、次のフローへ強制遷移する。ＥＣＵ６０は、無変調電波を受信すると、受信部６０５３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ６０５４に一時保存（Ｍａｓｔｅｒデータ（３））される（ステップＳ１５）。次いで、ＥＣＵ６０の制御部６０５５にてアンテナ切り替えスイッチ６０３が制御されて、第２アンテナ６０２側に切り替えられる（ステップＳ１６）。

【0090】

第２アンテナ６０２側に切り替えられた後、ＥＣＵ６０は、ＣＨ２（チャンネル２）の無変調電波を携帯端末３０に送信する（ステップＳ１７）。携帯端末３０は、無変調電波を受信する（ステップＳ１１２）。携帯端末３０の受信部３０３３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ３０３４に一時保存（Ｓｌａｖｅデータ（４））される（ステップＳ１１３）。次いで、携帯端末３０は、ＥＣＵ６０にＣＨ２の無変調電波を送信する（ステップＳ１１４）。ＥＣＵ６０は、携帯端末３０から送信された無変調電波を受信する（ステップＳ１８）。ＥＣＵ６０は、無変調電波を受信すると、受信部６０５３にて、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータが検出され、メモリ６０５４に一時保存（Ｍａｓｔｅｒデータ（４））される（ステップＳ１９）。

【0091】

図９において、携帯端末３０からＥＣＵ６０にＣＨ２の無変調電波を送信した後、メモリ３０３４に一時保存したＳｌａｖｅのＲＳＳＩとＩＱデータを携帯端末３０からＥＣＵ６０にパケット送信する（ステップＳ１１５）。その後、携帯端末３０は、リトライ要求パケットを受信待ちする（ステップＳ１１６）。携帯端末３０は、リトライ要求パケットを受信したかどうか判定する（ステップＳ１１７）。携帯端末３０は、リトライ要求パケットを受信したと判定した場合（ステップＳ１１７で「ＹＥＳ」と判定した場合）、ステップＳ１０３に戻る。携帯端末３０は、リトライ要求パケットを受信していないと判定した場合（ステップＳ１１７で「ＮＯ」と判定した場合）、ＢＬＥの定期通信を受信する（ステップＳ１１８）。携帯端末３０は、ＢＬＥの定期通信を受信すると、ＢＬＥの定期通信応答を送信し（ステップＳ１１９）、本処理を終える。

【0092】

ＥＣＵ６０は、受信信号のＲＳＳＩとＩＱデータを受信部６０５３が検出し、検出結果をメモリ６０５４に一時保存した後、携帯端末３０が送信したＳｌａｖｅのＲＳＳＩとＩＱデータのパケットを受信したかどうか判定する（ステップＳ２０）。ＥＣＵ６０は、該パケットを受信しなかったと判定した場合（ステップＳ２０で「ＮＯ」と判定した場合）、該パケットを受信する期間を経過していれば、タイムアウトエラーとして（ステップＳ２１）、リトライ要求パケットを送信する（ステップＳ２２）。

【0093】

ＥＣＵ６０は、該パケットを受信したと判定した場合（ステップＳ２０で「ＹＥＳ」と判定した場合）、制御部６０５５が、各ＣＨ（チャンネル）毎において、ＳｌａｖｅとＭａｓｔｅｒのＲＳＳＩ平均値を比較する（ステップＳ２３）。この場合、ＣＨ１での第１アンテナ６０１と第２アンテナ６０２における比較は、Ｓｌａｖｅ（１）、Ｍａｓｔｅｒ（１）の組（即ち、第１アンテナ６０１の組）のＲＳＳＩ平均値と、Ｓｌａｖｅ（２）、Ｍａｓｔｅｒ（２）の組（即ち、第２アンテナ６０２の組）のＲＳＳＩ平均値を比較する。

【0094】

また、ＣＨ２での第１アンテナ６０１と第２アンテナ６０２における比較は、Ｓｌａｖｅ（３）、Ｍａｓｔｅｒ（３）の組（即ち、第１アンテナ６０１の組）のＲＳＳＩ平均値と、Ｓｌａｖｅ（４）、Ｍａｓｔｅｒ（４）の組（即ち、第２アンテナ６０２の組）のＲＳＳＩ平均値を比較する。

【0095】

ＥＣＵ６０は、ＣＨ毎において、ＲＳＳＩが高いアンテナ組の電波のＳｌａｖｅとＭａｓｔｅｒのＩＱを位相に変換する。次いで、ＳｌａｖｅとＭａｓｔｅｒの位相を足し合わせて、各ＣＨの位相差からＥＣＵ６０と携帯端末３０との距離を算出する（ステップＳ２４）。

【0096】

ＥＣＵ６０は、算出した結果（即ち、ＥＣＵ６０と携帯端末３０との距離）が規定範囲内かどうか判定する（ステップＳ２５）。ＥＣＵ６０は、ＥＣＵ６０と携帯端末３０との距離が規定範囲内でないと判定した場合（ステップＳ２５で「ＮＯ」と判定した場合）、算出不可エラーと判断し（ステップＳ２６）、携帯端末３０に対してリトライ要求パケットを送信する（ステップＳ２７）。リトライ要求パケットを送信した後、ステップＳ４に戻る。図１２は、リトライ要求パケットの構造を示す図である。同図に示すように、リトライ要求パケットは、「Ｐｒｅａｍｂｌｅ」、「機器ＩＤ」、「コマンド（リトライ要求）」、「ＣＲＣ」から構成される。

【0097】

ＥＣＵ６０は、ＥＣＵ６０と携帯端末３０との距離が規定範囲内と判定した場合（ステップＳ２５で「ＹＥＳ」と判定した場合）、算出した距離を採用する（ステップＳ２８）。次いで、ＥＣＵ６０は、ＢＬＥの定期通信を送信する（ステップＳ２９）。ＥＣＵ６０は、携帯端末３０より送信されたＢＬＥの定期通信応答を受信し（ステップＳ３０）、本処理を終える。

【0098】

以上のように、本実施形態の無線システム１０は、電波を水平偏波と垂直偏波に分離することができ、また水平偏波と垂直偏波でヌルの位置が異なり、さらに人体遮断時に垂直偏波よりも水平偏波のほうが人体に回り込み易く、ＲＳＳＩの低下が小さいという特性を利用して、水平偏波受信用の第２アンテナ６０２と、垂直偏波受信用の第１アンテナ６０１の２本のアンテナを基板に配置し、これら第１アンテナ６０１と第２アンテナ６０２を交互に切り替えて、第１，第２アンテナ６０１，６０２でＲＳＳＩと位相情報を取得し、ＲＳＳＩが高いほうのアンテナの位相情報を、車両２０（ＥＣＥ６０）と携帯端末３０との距離算出に使用するようにしたので、車両２０と携帯端末３０との距離を正確かつ安価に測定できる。

【0099】

なお、本実施形態の無線システム１０では、車両２０と携帯端末３０との間の無線通信に電磁波を用いたが、光（光も電磁波の一種であるが）を用いても良い。

【産業上の利用可能性】

【0100】

本開示の無線システムは、自動二輪車等の車両に有用である。

【符号の説明】

【0101】

１０ 無線システム
２０ 車両
２１ 車体
２２ 前輪
２３ 後輪
３０ 携帯端末
６０ ＥＣＵ
３０１ 第３アンテナ
３０２，６０４ フロントエンド部
３０３，６０５ 制御回路
６０１ 第１アンテナ
６０２ 第２アンテナ
６０３ アンテナ切り替えスイッチ
６０６，６０８ 給電線
６０７，６０９ アンテナマッチング用コンデンサ
６１０ 基板
３０３１，６０５１ 発振器
３０３２，６０５２ 送信部
３０３３，６０５３ 受信部
３０３４，６０５４ メモリ
３０３５，６０５５ 制御部
６０１１ 第１ホットエレメント
６０１２ 第１グランドエレメント
６０１３ 第２ホットエレメント
６０１４ ベタグランド
６０１５ 板金部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】