(57)【要約】      （修正有）【課題】  自動車などのように電波環境が悪い状況下で高い送受信効果を奏するアンテナを内蔵した自動車用アンテナを提供する。【解決手段】  自動車に設置された送受信機との間で信号を送受信するアダプティブアレイ方式のアンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを、自動車のサイドバイザ本体に内蔵させ、ダイバーシチ受信も可能とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に設置された送受信機との間で信号の入出力を行うアダプティブアレイ方式のアンテナをサイドバイザー本体に内蔵することを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項２】
自動車に設置された送受信機との間で信号の入出力を行うダイバーシチ方式のアンテナをサイドバイザー本体に内蔵することを特徴とする自動車用アンテナ。
【請求項３】
前記アンテナを前記サイドバイザー本体の肉厚部に内蔵することを特徴とする請求項１あるいは２のうち何れかに記載の自動車用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを内蔵した自動車用アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信は、電波環境の状態によってその通信状態が大きく変化し、とくに無数の電波が混在する市街地や、電波の送受信機が高速で移動するような状況では、通信が不安定になる。
【０００３】
こうした状況に対して、電波を受信するアンテナを複数用意し、通信状態が良好なアンテナの電波を採用しうるダイバーシチ方式受信技術が開発されており、車載テレビ、無線LAN、携帯電話などで採用されている。
【０００４】
また、全方角に無線信号を一様に送信する従来のアンテナと異なり、サービスエリア内のユーザの居場所にもとづいて、各ユーザに最適な信号の位相と強さを算出して送信し、これにより、各ユーザの居場所と基地局との間の通信の効率化を図るアダプティブアレイ方式のアンテナも開発されている。
【０００５】
一方、移動電話の感度向上を目的に、特定領域の周波数の電波に対する増幅効果を有する金属箔製のアンテナを携帯電話に貼着して、または自動車のウインドグラスに貼着して用いている。また、特許文献１には、透明な合成樹脂製のサイドバイザー本体の肉厚内に、移動電話の感度向上用のアンテナを内蔵させる自動車用サイドバイザーが示されている。
【特許文献１】特開平１１−７８７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記アンテナ内蔵自動車用サイドバイザーは、移動電話の感度を向上させるために、信号を増幅するアンテナを内蔵するものであり、自動車の移動に伴い、通信状態が大きく変化し不安定となる状況において、送受信効果を著しく改善するものではなく、このため、高い送受信効果を発揮し、目的のユーザとの通信を最適化するといった効果を奏するアンテナ内蔵型サイドバイザーが望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、自動車などのように電波環境が悪い状況下で高い送受信効果を奏するアンテナを内蔵した自動車用アンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明はそれぞれ以下の特徴を有する。
【０００９】
請求項１の発明は、自動車用アンテナであって、自動車に設置された送受信機との間で信号の入出力を行うアダプティブアレイ方式のアンテナをサイドバイザー本体に内蔵することを特徴とする。
【００１０】
この特徴により、自動車用アンテナに内蔵されたアダプティブアレイ方式のアンテナによって、常に所望電波の到来方向に受信アンテナの指向性を制御しうるため、電波干渉が多い地域や電波が弱い地域においても所望電波を安定して受信することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、自動車用アンテナであって、自動車に設置された送受信機との間で信号の入出力を行うダイバーシチ方式のアンテナをサイドバイザー本体に内蔵することを特徴とする。
【００１２】
この特徴により、自動車用アンテナに内蔵されたダイバーシチ方式のアンテナによって、その時々でもっとも通信状態が良好なアンテナの電波を採用しうるため、安定した通信を行うことができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１あるいは２のうち何れかに記載の自動車用アンテナであって、前記アンテナを前記サイドバイザー本体の肉厚部に内蔵することを特徴とする。
【００１４】
この特徴により、アダプティブアレイ方式あるいはダイバーシチ方式のアンテナを自動車用サイドバイザーに内蔵させることができるため、サイドバイザー等に貼り付けて使用するアンテナのように、剥がれて機能が低下したり、美観を損なうといった問題を解消することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、自動車などのように電波環境が悪い状況下においても、所望の送受信効果を発揮し、目的の送受信機との通信を最適化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図を参照しながら以下に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る自動車用アンテナ１を示す図である。図２は、自動車用アンテナ１にアンテナエレメント１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが埋め込まれた状態を示す図である。
【００１８】
図１において、自動車用アンテナ１は乗用自動車の側扉２の側窓３上縁に取り付けられている。
【００１９】
自動車用アンテナ１は、図２に示すように、例えば、透明の合成樹脂で作製されたサイドバイザー本体１０、内蔵アンテナエレメント１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、アンテナケーブル１２、コネクタプラグ１３を備えている。
【００２０】
側扉２の側窓３上縁に取り付けられる自動車用アンテナ１には、サイドバイザー本体１の肉厚内、具体的には、サイドバイザー１本体の庇部の肉厚内に、アダプティブアレイ方式アンテナを構成するエレメント１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが内蔵されている。
【００２１】
尚、このアダプティブアレイ方式の通信技術を採用したものとして、特開平１１−８，５０７号公報、および、特開２００４−２９７２８１号公報等でアンテナ、装置等が開示されている。
【００２２】
アンテナケーブル１２は、アンテナエレメント１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに接続された同軸ケーブルである。
【００２３】
コネクタプラグ１３は、自動車内等に設置された受信機、あるいは送信機、具体的には、テレビやナビゲーション装置に接続するためのコネクタである。本実施の形態では、このコネクタプラグ１３は自動車に設置されている無線受信端末４（図示しない）に接続されている。
図３は、この発明の実施形態に係わる無線受信端末４の構成を示す機能ブロック図である。図３を参照して、この無線受信端末４は、アンテナ１１ａ，１１ｂと、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）受信回路４１，４２と、信号処理部４３と、復調部４４と、主制御部４５と、ユーザ入力部５２を備える。
【００２４】
図示しない基地局からの下り無線信号は、アンテナ１１ａ，１１ｂでそれぞれ受信され、無線周波数のＲＦ信号として、対応するＲＦ受信回路４１，４２に与えられる。
【００２５】
ＲＦ受信回路４１は、アンテナ１１ａで受信したＲＦ信号に対し、増幅、周波数変換などの所定のアナログ処理を施し、生成された信号Ｘ１（ｔ）を信号処理部４３に与える。
【００２６】
ＲＦ受信回路４１は、図示しないＲＳＳＩ検出部を含み、ＲＳＳＩ検出部は、アンテナ１で受信したＲＦ信号の電界強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）を検出し、受信レベルＲ１として出力する。
【００２７】
ＲＦ受信回路４２は、アンテナ１１ｂで受信したＲＦ信号に対し、増幅、周波数変換などの所定のアナログ処理を施し、生成された信号Ｘ２（ｔ）を信号処理部４３に与える。
【００２８】
ＲＦ受信回路４２は、図示しないＲＳＳＩ検出部を含み、ＲＳＳＩ検出部は、アンテナ２で受信したＲＦ信号の電界強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）を検出し、受信レベルＲ２として出力する。
【００２９】
信号処理部４３は、アダプティブアレイ演算処理部４６を含む。
【００３０】
図４は、アダプティブアレイ演算処理部４６の機能ブロック図を示す。
【００３１】
図４を参照して、ＲＦ受信回路４１，４２でそれぞれ増幅されたアンテナ１１ａ，１１ｂの受信信号は、図示しないＡ／Ｄ変換機でそれぞれデジタル信号に変換される。
【００３２】
これらのデジタル信号は、無線受信システムのＤＳＰに与えられ、図４に示す機能ブロック図にしたがって以後ソフトウェア的にアダプティブアレイ処理が施される。
【００３３】
アダプティブアレイ処理とは、受信信号に基づいて、アンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の端末装置からの信号を正確に抽出する処理である。
【００３４】
受信信号ベクトルＸ（ｔ）（＝Ｘ１（ｔ）、Ｘ２（ｔ））は、乗算器２５，２６のそれぞれの一方入力に与えられるとともに、ウェイト計算機３０に与えられる。
【００３５】
ウェイト計算機３０は、後述するアルゴリズムによりアンテナごとのウェイトからなるウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出し、乗算器２５，２６のそれぞれの他方入力に与えて、対応するアンテナからの受信信号ベクトルＸ（ｔ）とそれぞれ複素乗算する。
【００３６】
加算器２９によりその乗算結果の総和Ｙ（ｔ）が得られ、このＹ（ｔ）は以下のように複素乗算和として表わされる：
Ｙ（ｔ）＝Ｗ（ｔ）HＸ（ｔ）
ここで、Ｗ（ｔ）HはウェイトベクトルＷ（ｔ）の複素共役の転置を表わしている。
【００３７】
上述のような複素乗算和の結果Ｙ（ｔ）は、ウェイト計算機３０に与えられ、メモリ３１に予め記憶されている既知の参照信号ｄ（ｔ）との誤差が求められる。この参照信号ｄ（ｔ）は、すべての受信信号に共通の既知の信号であり、たとえばＰＨＳでは、受信信号のうち、既知のビット列で構成されたプリアンブル区間が用いられる。
【００３８】
ウェイト計算機３０は、ウェイト計算制御装置３３の制御下に、算出された誤差の２乗を減少させるようウェイト係数を更新させる処理を実行する。アダプティブアレイ処理では、このようなウェイトベクトルの更新（ウェイト学習）を、時間や信号電波の伝搬路特性の変動に応じて適応的に行ない、受信信号Ｘ（ｔ）中から干渉成分を除去し、所望の端末装置からの信号Ｙ（ｔ）を抽出している。
【００３９】
このようなＭＭＳＥによるアダプティブアレイの処理技術、およびＭＭＳＥによるＲＬＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズムは前述のように周知の技術であり、その説明は、省略する。
【００４０】
再び、図３を参照して、復調部４４は、主制御部４５の制御下に、信号処理部４３で処理された受信信号に対し復調処理を施し、復調されたビットを出力する。
【００４１】
ユーザ入力部５２は、ユーザから、選択ダイバーシチ受信モード、または固定アンテナ受信モードの選択を入力する。ユーザ入力部５２は、固定アンテナ受信モードが入力されたときには、さらに、固定アンテナの番号の入力も受け付ける。
【００４２】
主制御部４５は、ダイバーシチ／固定モード保持部４８、およびアレイ／単一モード保持部５１を備える。
【００４３】
アレイ／単一モード保持部５１は、アダプティブアレイ受信モード、または単一系統受信モードを保持する。
【００４４】
ダイバーシチ／固定モード保持部４８は、選択ダイバーシチ受信モード、固定アンテナ受信モードを保持する。ダイバーシチ／固定モード保持部４８は、固定アンテナ受信モードを保持するときには、固定アンテナの番号を保持する。
【００４５】
主制御部４５は、ユーザ入力部５２からの入力にしたがって、モード（選択ダイバーシチ受信モード、または固定アンテナ受信モード）と、モードが固定アンテナ受信モードのときには、固定アンテナの番号とをダイバーシチ／固定モード保持部４８に書込む。
【００４６】
主制御部４５は、ＲＦ受信回路４１からアンテナ１の受信レベルＲ１を取得し、ＲＦ受信回路４２からアンテナ１１ｂの受信レベルＲ２を取得する。主制御部４５は、アンテナ１１ａの受信レベルＲ１とアンテナ１１ｂの受信レベルＲ２の差ｄ（＝｜Ｒ２−Ｒ１｜を算出する。
【００４７】
主制御部４５は、差ｄが所定値Ｒｅｆ１以下のときには、アダプティブアレイ受信モードを選択し、アレイ／単一モード保持部５１内のモードをアダプティブアレイ受信モードに設定し、差ｄが所定値Ｒｅｆ１を越えるときには、単一系統受信モードを選択し、アレイ／単一モード保持部５１内のモードを単一系統受信モードに設定する。このような選択を行なうのは、あるアンテナで受信した信号の受信レベルと、別のアンテナで受信した信号の受信レベルの差が大きいときには、アダプティブアレイ処理を行なったとしても、受信信号中の干渉成分を取り除くことができないと考えられるからである。
【００４８】
主制御部４５は、アダプティブアレイ受信モードを選択したときには、アダプティブアレイ演算処理部４６を動作させ、選択部４９にアダプティブアレイ演算処理部４６の出力を選択させる。
【００４９】
主制御部４５は、単一系統受信モードを選択したときには、アダプティブアレイ演算処理部４６を停止させるとともに、ダイバーシチ／固定モード保持部４８内のモードに応じて、次の処理を行なわせる。主制御部４５は、ダイバーシチ／固定モード保持部４８内のモードがアンテナ固定受信モードに設定されているときには、ダイバーシチ／固定モード保持部４８に保持されている固定アンテナ番号に対応するアンテナ以外のＲＦ受信回路を停止させ、固定アンテナ番号に対応するアンテナのＲＦ受信回路の出力を選択部４９に選択させる。主制御部４５は、ダイバーシチ／固定モード保持部４８内のモードが選択ダイバーシチ受信モードに設定されているときには、受信レベルが低い方のＲＦ受信回路を停止させ、受信レベルが高い方のＲＦ受信回路の出力を選択部４９に選択させる。  上記実施の形態によれば、以下の通りの作用効果を奏する。
（１）自動車用アンテナ１が、アダプティブアレイ方式のアンテナエレメント１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを内蔵するため、常に所望電波の到来方向に受信アンテナの指向性を制御しうるため、電波干渉が多い地域や電波が弱い地域においても所望電波を安定して受信することができる
（２）アンテナエレメント１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが自動車用アンテナ１に内蔵されているため、サイドバイザーのデザインに融合させることができ、自動車の美観が損なわれることがない。
【００５０】
なお、上記実施の形態では、サイドバイザー１の肉厚部に内蔵されるアンテナをアダプティブアレイ方式アンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとしたが、ダイバーシチ方式アンテナであってもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態では、アンテナ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄをサイドバイザー１に内蔵するとしたが、リアウィンドウの上方に装着するバックバイザーや、屋根の開口部に装着するサンルーフバイザーに内蔵してもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態では、ＭＭＳＥによるアダプティブアレイの処理技術、およびＭＭＳＥによるＲＬＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズムとしたが、この他のアダプティブアレイの処理技術およびアルゴリズムであってもよい。
【００５３】
以上、本発明に斯かる実施の形態について説明したが、本発明は、かかる実施の形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。また、本実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義等は、本実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】自動車用アンテナの概略を示す図である。
【図２】自動車用アンテナの構成を示す図である。
【図３】無線受信端末の構成を示す図である。
【図４】アダプティブアレイ演算処理部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    サイドバイザー
１０  サイドバイザー本体
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ    アンテナエレメント
１２    アンテナケーブル
１３    コネクタプラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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