(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、アイソレーション特性を大きく改善することができるアンテナ共用器及びこれを用いた車載通信システムを提供する。【解決手段】ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３から発せられる５．８ＧＨｚ帯の送信信号は、５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３を通過した後アンテナ１０側に向かうが、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１がＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３に有線接続されているため殆ど減衰せず、その一部は１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１に回り込んでここを通過する。しかし、この通過した５．８ＧＨｚ帯の送信信号は５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４にて阻止される。したがって、受信感度の最も低いＧＰＳ受信器３１に対して、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３から発せられた送信信号が混入することがない。【選択図】      図１
2004282582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる周波数帯である第１周波数帯信号及び第２周波数帯信号を含む無線波を送受信可能なアンテナと受信器側との間に介設されるアンテナ共用器であって、
前記アンテナによる受信信号から前記第１周波数帯信号を通過させて、この周波数帯信号の復調機能を有する第１周波数帯受信器に出力する第１帯域通過フィルタと、
前記アンテナによる受信信号から前記第２周波数帯信号を通過させて、この周波数帯信号の変復調機能を有する第２周波数帯送受信器に出力する第２帯域通過フィルタと、
前記第１帯域通過フィルタと前記第１周波数帯受信器との間に介設されて、前記第２周波数帯信号の前記第１周波数帯受信器へのまわりこみを阻止する第２周波数帯信号阻止手段と、
を含むことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナ共用器において、
前記第１周波数帯受信器は、最も受信感度が低く、
前記第２周波数帯信号阻止手段は、この第１周波数帯受信器の前段に接続される、
ことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項３】
請求項１又は２記載のアンテナ共用器において、
前記第２周波数帯信号阻止手段は、マイクロストリップ線で形成されたオープンスタブである、
ことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項４】
請求項１又は２記載のアンテナ共用器において、
前記第２周波数帯信号阻止手段は、前記第２周波数帯の帯域阻止フィルタである、
ことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項５】
請求項１又は２記載のアンテナ共用器において、
前記第２周波数帯信号阻止手段は、マイクロストリップ線で形成されたオープンスタブ及び第２周波数帯の帯域阻止フィルタを含む、
ことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項６】
請求項５記載のアンテナ共用器において、
前記第２周波数帯の帯域阻止フィルタは、前記オープンスタブと前記第１周波数帯受信器との間にのみ介設される、
ことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のアンテナ共用器において、
前記アンテナは、前記第１周波数帯信号及び前記第２周波数帯信号とは異なる周波数帯である前記第３周波数帯信号も含む無線波を送受信可能な三周波数アンテナであり、
前記アンテナによる受信信号から前記第３周波数帯信号を通過させて、この周波数帯信号の復調機能を有する第３周波数帯受信器に出力する第３帯域通過フィルタを更に含む、
ことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項８】
請求項７記載のアンテナ共用器において、
前記第１帯域通過フィルタは、１．６ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタであり、
前記第２帯域通過フィルタは、５．８ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタであり、
前記第３帯域通過フィルタは、２．５ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタである、
ことを特徴とするアンテナ共用器。
【請求項９】
請求項７又は８記載のアンテナ共用器及び三周波数アンテナを自動車に搭載した、
ことを特徴とする車載通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアンテナ共用器及びこれを用いた車載通信システムに関し、特に、簡易な構成でありながら、アイソレーション特性を大きく改善したアンテナ共用器及びこれを用いた車載通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車には、ＧＰＳ（全地球測位システム）受信器、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）受信器及びＤＳＲＣ（狭域通信）／ＥＴＣ（自動料金収受システム）送受信器が同時に搭載されることが多くなっている。その一環として、本出願人は、一つの給電点でＧＰＳ（１．６ＧＨｚ帯）、ＶＩＣＳ（２．５ＧＨｚ帯）及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ（５．８ＧＨｚ帯）の三周波に対応した三周波アンテナを開発し、下記特許文献１において特許出願している。
【０００３】
ところで、このような三周波アンテナを用いた場合、このアンテナによる受信信号に含まれる異なる三つの周波数帯の信号を分離してそれぞれ、ＧＰＳ受信器、ＶＩＣＳ受信器及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器に出力するために、アンテナと各受信器や送受信器にとの間に、アンテナ共用器が介設されることになる。ところが、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器から発せられる送信信号の一部が、アンテナ共用器を経由して、ＧＰＳ受信器やＶＩＣＳ受信器に回り込んで混入する場合があり、アイソレーション特性が好ましくないという問題があった。この問題を、図５及び図６を用いて説明する。
【０００４】
図５は、本発明の前提となるアンテナ共用器を含んで構成される車載通信システムを示すブロック図である。図６は、図５のアンテナ共用器によるアイソレーション特性を示すグラフである。
【０００５】
図５に示すように、三周波アンテナ１０が、アンテナケーブルＬ０を介して、三周波アンテナ共用器２０″のアンテナ側ポートＰ０に接続されている。また、三周波アンテナ共用器２０″の装置側ポートＰ１、Ｐ２及びＰ３にはそれぞれ、信号ケーブルＬ１、Ｌ２及びＬ３を介して、ＧＰＳ受信器３１、ＶＩＣＳ受信器３２及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３が接続されている。
【０００６】
三周波アンテナ１０は、１．６ＧＨｚ帯無線波ｆ１、２．５ＧＨｚ帯無線波ｆ２及び５．８ＧＨｚ帯無線波ｆ３を共に実用的なレベルで送受信可能なアンテナである。三周波アンテナ共用器２０″は、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３を含んで構成される。
【０００７】
アンテナケーブルＬ０が接続されるアンテナ側ポートＰ０は、３分岐したマイクロストリップ線路ｌ０を介して、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２、及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３に電気的に接続されている。１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３はそれぞれ、マイクロストリップ線路ｌ１、ｌ２及びｌ３を介して、装置側ポートＰ１、Ｐ２及びＰ３に接続されている。
【０００８】
装置側ポートＰ１に接続されるＧＰＳ受信器３１は、１．６ＧＨｚ帯の受信専用器であり、この周波数帯の受信信号を復調して、測位に必要な情報や時刻情報等を抽出する。装置側ポートＰ２に接続されるＶＩＣＳ受信器３２は、２．５ＧＨｚ帯の受信専用器であり、この周波数帯の受信信号を復調して、所定の交通情報等を抽出する。装置側ポートＰ３に接続されるＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３は、５．８ＧＨｚ帯の送受信器であり、この周波数帯を利用して、料金収受等に係る各種制御信号の変復調を行う。
【０００９】
ＧＰＳ受信器３１、ＶＩＣＳ受信器３２及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３は、図示しないが、これの制御を司る制御部、更には、液晶表示装置等で構成される表示部に電気的に接続される。
【００１０】
このような構成において、三周波アンテナ１０にて受信された１．６ＧＨｚ帯、２．５ＧＨｚ帯及び／又は５．８ＧＨｚ帯の受信信号は、アンテナケーブルＬ０を経て、アンテナ側ポートＰ０に入力する。アンテナ側ポートＰ０に入力した受信信号は、マイクロストリップ線路ｌ０で三分岐されて、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３に入力する。１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３にてそれぞれ分離された１．６ＧＨｚ帯、２．５ＧＨｚ帯及び５．８ＧＨｚ帯の信号はそれぞれ、装置側ポートＰ１、Ｐ２及びＰ３に至る。そして、装置側ポートＰ１、Ｐ２及びＰ３から出力された１．６ＧＨｚ帯、２．５ＧＨｚ帯及び５．８ＧＨｚ帯の信号は、信号ケーブルＬ１、Ｌ２及びＬ３を経て、ＧＰＳ受信器３１、ＶＩＣＳ受信器３２及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３に入力して、それぞれの処理が行われる。
【００１１】
【特許文献１】
特願２００２−８３０８５
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３は、路側機側との間で料金収受等の信号のやりとりのため、５．８ＧＨｚ帯の送信信号ｔｘ１を発することもある。この送信信号ｔｘ１は、上記と逆の経路を辿って、５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３を通過する。５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３を通過した送信信号ｔｘ１は分岐点に到達した後、アンテナ側ポートＰ０に至る信号ｔｘ１′及び１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１等に回り込む信号ｔｘ１″となる。例えば、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１に入力する信号ｔｘ１″は、５．８ＧＨｚ帯であるため大部分はここを通過できないが、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１がＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３と有線で直結されているため殆ど減衰しておらず、ほんのわずかではあるが、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１を通過した５．８ＧＨｚ帯の信号ｔｘ２となる。
【００１３】
図６の矢印ＩＳ１で示すように、５．８ＧＨｚ帯の信号に着目すると、アイソレーション値は−４０ｄＢ程度に達している、すなわち、送信信号が１００００分の１程度、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１を通過して、ＧＰＳ受信器３１側に周りこんでいることがわかる。２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２に対しても同様の現象が生じるが、５．８ＧＨｚ帯を利用するＧＰＳ受信器３１は受信感度が最も低いため、このようなわずかな通過信号ｔｘ２の影響も大きい。要するに、上記のように構成の三周波アンテナ共用器２０″では、有線接続されているＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器から発せられる送信信号の一部が回り込んで、ＧＰＳ受信器やＶＩＣＳ受信器に混入する場合があり、アイソレーション特性が好ましくないという問題があった。
【００１４】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、簡易な構成でありながら、アイソレーション特性を大きく改善することができるアンテナ共用器及びこれを用いた車載通信システムを提供することを課題としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載のアンテナ共用器は、異なる周波数帯である第１周波数帯信号及び第２周波数帯信号を含む無線波を送受信可能なアンテナと受信器側との間に介設されるアンテナ共用器であって、前記アンテナによる受信信号から前記第１周波数帯信号を通過させて、この周波数帯信号の復調機能を有する第１周波数帯受信器に出力する第１帯域通過フィルタと、前記アンテナによる受信信号から前記第２周波数帯信号を通過させて、この周波数帯信号の変復調機能を有する第２周波数帯送受信器に出力する第２帯域通過フィルタと、前記第１帯域通過フィルタと前記第１周波数帯受信器との間に介設されて、前記第２周波数帯信号の前記第１周波数帯受信器へのまわりこみを阻止する第２周波数帯信号阻止手段と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、受信信号から第１帯域通過フィルタにより第１周波数帯信号が分離されて第１周波数帯受信器に出力され、第２帯域通過フィルタにより第２周波数帯信号が分離されて第２周波数帯受信器に出力される。一方、第２周波数帯受信器から発せられる第２周波数帯の送信信号は、第２帯域通過フィルタを通過した後アンテナ側に向かうが、第１帯域通過フィルタが第２周波数帯送受信器に有線接続されているため殆ど減衰せず、その一部は第１帯域通過フィルタに回り込んでここを通過する。しかし、この通過した第２周波数帯の送信信号は第２周波数帯信号阻止手段にて阻止される。したがって、第１周波数帯受信器に対して、第２周波数帯送受信器から発せられた送信信号が混入することがない。
【００１７】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載のアンテナ共用器は、請求項１記載のアンテナ共用器において、前記第１周波数帯受信器は、最も受信感度が低く、前記第２周波数帯信号阻止手段は、この第１周波数帯受信器の前段に接続される、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段は、最も受信感度の低い第１周波数帯受信器の前段に接続されるようにしているので、送信信号の混入が最も懸念される受信器を効果的に保護することができる。
【００１９】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載のアンテナ共用器は、請求項１又は２記載のアンテナ共用器において、前記第２周波数帯信号阻止手段は、マイクロストリップ線で形成されたオープンスタブである、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段として、マイクロストリップ線で形成されたオープンスタブが用いられるので、非常にコンパクトな共用器を提供することが可能になる。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた請求項４記載のアンテナ共用器は、請求項１又は２記載のアンテナ共用器において、前記第２周波数帯信号阻止手段は、前記第２周波数帯の帯域阻止フィルタである、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段として帯域阻止フィルタが用いられるので、種々のフィルタ素子を検証したうえでの後付けも可能となる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた請求項５記載のアンテナ共用器は、請求項１又は２記載のアンテナ共用器において、前記第２周波数帯信号阻止手段は、マイクロストリップ線で形成されたオープンスタブ及び第２周波数帯の帯域阻止フィルタを含む、ことを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段として、オープンスタブ及び帯域阻止フィルタが用いられるので、より的確な第２周波数帯信号阻止手段の選択が可能となる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた請求項６記載のアンテナ共用器は、請求項５記載のアンテナ共用器において、前記第２周波数帯の帯域阻止フィルタは、前記オープンスタブと前記第１周波数帯受信器との間にのみ介設される、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、オープンスタブと第１周波数帯受信器との間にのみ帯域阻止フィルタを介設するようにしているので、マイクロストリップ線の電気長への影響が少なく、最適なアイソレーション特性を有するアンテナ共用器を設計しやすくなる。
【００２７】
上記課題を解決するためになされた請求項７記載のアンテナ共用器は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアンテナ共用器において、前記アンテナは、前記第１周波数帯信号及び前記第２周波数帯信号とは異なる周波数帯である前記第３周波数帯信号も含む無線波を送受信可能な三周波数アンテナであり、前記アンテナによる受信信号から前記第３周波数帯信号を通過させて、この周波数帯信号の復調機能を有する第３周波数帯受信器に出力する第３帯域通過フィルタを更に含む、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項７記載の発明によれば、三周波数アンテナと、三種類の周波数帯にそれぞれ対応する第１〜３帯域通過フィルタが含まれるので、より汎用性が高くなる。
【００２９】
上記課題を解決するためになされた請求項８記載のアンテナ共用器は、請求項７記載のアンテナ共用器において、前記第１帯域通過フィルタは、１．６ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタであり、前記第２帯域通過フィルタは、５．８ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタであり、前記第３帯域通過フィルタは、２．５ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタである、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項８記載の発明によれば、第１帯域通過フィルタ、第２帯域通過フィルタ及び第３帯域通過フィルタとして、１．６ＧＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯及び２．５ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタを用いるようにしているので、近年、同時に車載されることが多くなった、ＧＰＳ受信器、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器及びＶＩＣＳ受信器用のアンテナ共用器として有用となる。
【００３１】
上記課題を解決するためになされた請求項９記載の車載通信システムは、請求項７又は８記載のアンテナ共用器及び三周波数アンテナを自動車に搭載した、ことを特徴とする。
【００３２】
請求項９記載の発明によれば、請求項７又は８記載のアンテナ共用器及び三周波数アンテナを自動車に搭載することにより、コンパクト化及び低価格化が達成された車載通信システムを提供できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１及び図２を用いて、本発明のアンテナ共用器の一実施形態の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態のアンテナ共用器を含んで構成される車載通信システムを示すブロック図である。図２は、図１のアンテナ共用器を基板上に実装した状態を示す正面図である。
【００３４】
図１に示すように、三周波アンテナ１０が、アンテナケーブルＬ０を介して、三周波アンテナ共用器２０のアンテナ側ポートＰ０に接続されている。また、三周波アンテナ共用器２０の装置側ポートＰ１、Ｐ２及びＰ３にはそれぞれ、信号ケーブルＬ１、Ｌ２及びＬ３を介して、ＧＰＳ受信器３１、ＶＩＣＳ受信器３２及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３が接続されている。
【００３５】
三周波アンテナ１０は、例えば、上記特許文献１に示されるアンテナであり、１．６ＧＨｚ帯無線波ｆ１、２．５ＧＨｚ帯無線波ｆ２及び５．８ＧＨｚ帯無線波ｆ３を共に実用的なレベルで送受信可能である。１．６ＧＨｚ帯無線波ｆ１は、ＧＰＳ衛星から送信されてくる測位用のＧＰＳ信号を含む。２．５ＧＨｚ帯無線波ｆ２は、道路上に設置したビーコンや周波数変調多重放送等を使って送信されてくる、渋滞、事故、交通規制、駐車場等の交通情報を含む。５．８ＧＨｚ帯無線波ｆ３は、ＩＴＳ（高度道路交通システム）等で想定される電波の到達距離が数メートルの狭域通信にて利用される信号を含み、特に、自動車が高速道路等の料金所を通過する際、ゲート側の路側機と車両側の車載機との間で通信を行うための制御信号を含む。
【００３６】
三周波アンテナ共用器２０は、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２、５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３及び５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４を含んで構成される。
【００３７】
１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２、及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３は、三周波アンテナ１０にて受信された１．６ＧＨｚ帯無線波ｆ１、２．５ＧＨｚ帯無線波ｆ２及び５．８ＧＨｚ帯無線波ｆ３にそれぞれ対応する３種類の周波数帯の受信信号を通過させるための、周知のフィルタ素子である。すなわち、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１は、ＧＰＳに係る１．６ＧＨｚ帯の信号のみを通過させ、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２は、ＶＩＣＳに係る２．５ＧＨｚ帯の信号のみを通過させ、５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３は、ＤＳＲＣ／ＥＴＣに係る５．８ＧＨｚ帯の信号のみを通過させる。
【００３８】
５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４は、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１と装置側ポートＰ１との間に介設される。オープンスタブ２４は、バイパスされたマイクロストリップ線の先端をオープン状態にすることにより、ここでは、５．８ＧＨｚ帯信号の阻止手段と機能させるようにしたものである。なお、オープンスタブ自体は、周知のデバイスである。
【００３９】
図２を加えて説明すると、上記１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２、５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３及び５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４は、基板２０ａ上にパターン形成される。基板２０ａは、例えば、比誘電率３．４５程度、基板厚が０．８ｍｍ程度のガラス熱硬化性樹脂である。アンテナケーブルＬ０が接続されるアンテナ側ポートＰ０は、３分岐したマイクロストリップ線路ｌ０を介して、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２、及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３に電気的に接続されている。
【００４０】
また、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１は、マイクロストリップ線路ｌ１を介して５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４に接続され、更に、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４はマイクロストリップ線路ｌ１′を介して、装置側ポートＰ１に接続されている。また、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３はそれぞれ、マイクロストリップ線路ｌ２及びｌ３を介して、装置側ポートＰ２及びＰ３に接続されている。なお、ポートＰ０〜Ｐ４は、例えば、周知のネジタイプのコネクタである。各マイクロストリップ線路の幅は、例えば、１．８ｍｍ程度である。図２からわかるように、帯信号阻止手段として、マイクロストリップ線で形成されたオープンスタブを用いることにより、非常にコンパクトな共用器を提供することが可能になる。５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４は、請求項中の第２周波数帯信号阻止手段に対応する。
【００４１】
装置側ポートＰ１に接続されるＧＰＳ受信器３１は、１．６ＧＨｚ帯の受信専用器であり、この周波数帯の受信信号を復調して、測位に必要な情報や時刻情報を抽出する。装置側ポートＰ２に接続されるＶＩＣＳ受信器３２は、２．５ＧＨｚ帯の受信専用器であり、この周波数帯の受信信号を復調して、渋滞、事故、交通規制、駐車場等の交通情報を抽出する。装置側ポートＰ３に接続されるＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３は、５．８ＧＨｚ帯の送受信器であり、この周波数帯を利用して、料金収受等に係る各種制御信号の変復調を行う。
【００４２】
なお、ＧＰＳ受信器３１、ＶＩＣＳ受信器３２及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３は、図示しないが、これの制御を司る制御部、更には、液晶表示装置等で構成される表示部に電気的に接続され、また、車載バッテリから電源供給を受けている。通常、ＧＰＳ受信器３１及びＶＩＣＳ受信器３２は共にカーナビゲーション装置の筐体に収容され、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３はクレジットカード等が挿入される専用筐体に収容されるが、これらは全て同一筐体内に収容するようにしてもよい。
【００４３】
次に、図１及び図３を用いて、このアンテナ共用器２０に係る作用及び効果について説明する。図１は上述の通りであり、図３は図１のアンテナ共用器によるアイソレーション特性を示すグラフである。
【００４４】
図１において、三周波アンテナ１０にて受信された１．６ＧＨｚ帯、２．５ＧＨｚ帯及び／又は５．８ＧＨｚ帯の受信信号は、アンテナケーブルＬ０を経て、アンテナ側ポートＰ０に入力する。アンテナ側ポートＰ０に入力した受信信号は、マイクロストリップ線路ｌ０で三分岐されて、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３に入力する。１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１で分離された１．６ＧＨｚ帯の信号は、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４をそのまま通過して、装置側ポートＰ１に至る。また、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２及び５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３にてそれぞれ分離された２．５ＧＨｚ帯及び５．８ＧＨｚ帯の信号はそれぞれ、装置側ポートＰ２及びＰ３に至る。そして、装置側ポートＰ１、Ｐ２及びＰ３から出力された１．６ＧＨｚ帯、２．５ＧＨｚ帯及び５．８ＧＨｚ帯の信号は、信号ケーブルＬ１、Ｌ２及びＬ３を経て、ＧＰＳ受信器３１、ＶＩＣＳ受信器３２及びＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３に入力して、それぞれの処理が行われる。
【００４５】
一方、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３は、路側機側との間の信号のやりとりのため、５．８ＧＨｚ帯の送信信号ｔｘ１を発することもある。この送信信号ｔｘ１は、上記と逆の経路を辿って、５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３を通過する。送信信号ｔｘ１は、ここでの損失はないものとする。５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ２３を通過した送信信号ｔｘ１は分岐点に到達した後、アンテナ側ポートＰ０に至る信号ｔｘ１′及び１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１に回り込む信号ｔｘ１″となる。なお、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２にも同様の信号ｔｘ１″が回り込むが、その作用は上記１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１に回り込む信号ｔｘ１″と同様なので以降の説明では省略する。１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１に入力する信号ｔｘ１″は、５．８ＧＨｚ帯であるため大部分はここを通過できないが、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１がＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３と有線で直結されているため殆ど減衰しておらず、ほんのわずかではあるが、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１を通過した５．８ＧＨｚ帯の信号ｔｘ２となる。しかし、この通過した５．８ＧＨｚ帯の信号ｔｘ２は、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４で阻止される。このため、１．６ＧＨｚ帯の受信器であるＧＰＳ受信器３１に入力することはない。
【００４６】
図３の矢印ＩＳ２で示すように、５．８ＧＨｚ帯の信号に着目すると、アイソレーション値は−６０ｄＢ程度に改善されていることがわかる。すなわち、上記のように、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４を挿入するだけで、アイソレーション特性が、２０ｄＢも改善されていることがわかる（図６のＩＳ１参照）。特に、５．８ＧＨｚ帯を利用するＧＰＳ受信器３１は受信感度が最も低いため、この２０ｄＢの改善効果の影響は非常に大きい。勿論、図示しないが、２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ２２の後段にも同様の５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４を挿入すると、同様の改善効果が得られる。
【００４７】
５．８ＧＨｚ帯信号阻止手段として、上記５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４に帯域阻止フィルタに併用するようにしてもよい。図４は、本発明の他の実施形態のアンテナ共用器を含んで構成される車載通信システムを示すブロック図である。なお、図４中、上記図１と共通する部分には同一の符号を付し、重複する説明はここでは省略する。
【００４８】
図４に示すように、この実施形態においては、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４と装置側ポートＰ１との間には、５．８ＧＨｚ帯ＢＥＦ（帯域阻止フィルタ）２５ｒを介設するようにしてもよい。これにより、５．８ＧＨｚ帯信号阻止手段の選択肢が増える。特に、５．８ＧＨｚ帯ＢＥＦ２５ｒを、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４の後段に挿入することは、スタブ２４の前段のマイクロストリップ線ｌ０〜ｌ３の電気長への影響が少なく、最適なアイソレーション特性を有するアンテナ共用器を設計しやすくなる。
【００４９】
最適化は容易ではないが、勿論、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４の前段に、５．８ＧＨｚ帯ＢＥＦ２５ｆを挿入しても、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１を通過した５．８ＧＨｚ帯の信号のＧＰＳ受信器３１への回り込みが阻止されるので、アイソレーション特性を改善することができる。更に、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４の前段及び後段の両方に、５．８ＧＨｚ帯ＢＥＦ２５ｆ及び５．８ＧＨｚ帯ＢＥＦ２５ｒを挿入するようにしてもよいし、場合によっては、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４に替えて、５．８ＧＨｚ帯ＢＥＦのみにより、５．８ＧＨｚ帯信号阻止手段を構成するようにしてもよい。５．８ＧＨｚ帯ＢＥＦ２５ｆ、２５ｒも、請求項中の第２周波数帯信号阻止手段に対応する。第２周波数帯信号阻止手段としては、上記スタブやＢＥＦのみならず、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）等を用いてもよい。
【００５０】
このように本発明の実施形態によれば、１．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ２１に回り込んできて、ここを通過した５．８ＧＨｚ帯の送信信号は、５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ２４にて阻止される。したがって、受信感度の最も低いＧＰＳ受信器３１に対して、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器３３から発せられた送信信号が混入することがない。すなわち、本発明の実施形態によれば、簡易な構成でありながら、アイソレーション特性を大きく改善することができる。
【００５１】
なお、本発明のアンテナ共用器は、三周波数アンテナと共に車載通信システムに適用されて特に有用となるが、必ずしも車載される必要はない。また、本発明のアンテナ共用器は、実施例で示した周波数帯以外の周波数帯にも適用可能である。また、本発明のアンテナ共用器は、二種類の周波数帯にも適用可能であるし、或いは、四種類以上の異なる周波数帯にも同様に適用可能である。更に、スタブ等の帯信号阻止手段は、ＶＩＣＳ受信器３２の前に挿入するようにしてもよい。本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で変更されたものも含む。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、受信信号から第１帯域通過フィルタにより第１周波数帯信号が分離されて第１周波数帯受信器に出力され、第２帯域通過フィルタにより第２周波数帯信号が分離されて第２周波数帯受信器に出力される。一方、第２周波数帯受信器から発せられる第２周波数帯の送信信号は、第２帯域通過フィルタを通過した後アンテナ側に向かうが、第１帯域通過フィルタが第２周波数帯送受信器に有線接続されているため殆ど減衰せず、その一部は第１帯域通過フィルタに回り込んでここを通過する。しかし、この通過した第２周波数帯の送信信号は第２周波数帯信号阻止手段にて阻止される。したがって、第１周波数帯受信器に対して、第２周波数帯送受信器から発せられた送信信号が混入することがない。すなわち、簡易な構成でありながら、アイソレーション特性を大きく改善することができる。
【００５３】
請求項２記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段は、最も受信感度の低い第１周波数帯受信器の前段に接続されるようにしているので、送信信号の混入が最も懸念される受信器を効果的に保護することができる。
【００５４】
請求項３記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段として、マイクロストリップ線で形成されたオープンスタブが用いられるので、非常にコンパクトな共用器を提供することが可能になる。
【００５５】
請求項４記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段として帯域阻止フィルタが用いられるので、種々のフィルタ素子を検証したうえでの後付けも可能となる。
【００５６】
請求項５記載の発明によれば、第２周波数帯信号阻止手段として、オープンスタブ及び帯域阻止フィルタが用いられるので、より的確な第２周波数帯信号阻止手段の選択が可能となる。
【００５７】
請求項６記載の発明によれば、オープンスタブと第１周波数帯受信器との間にのみ帯域阻止フィルタを介設するようにしているので、マイクロストリップ線の電気長への影響が少なく、最適なアイソレーション特性を有するアンテナ共用器を設計しやすくなる。
【００５８】
請求項７記載の発明によれば、三周波数アンテナと、三種類の周波数帯にそれぞれ対応する第１〜３帯域通過フィルタが含まれるので、より汎用性が高くなる。
【００５９】
請求項８記載の発明によれば、第１帯域通過フィルタ、第２帯域通過フィルタ及び第３帯域通過フィルタとして、１．６ＧＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯及び２．５ＧＨｚ帯の帯域通過フィルタを用いるようにしているので、近年、同時に車載されることが多くなった、ＧＰＳ受信器、ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器及びＶＩＣＳ受信器用のアンテナ共用器として有用となる。特に、三周波数アンテナと共にこのアンテナ共用器を用いることにより、上記三種類の装置を含む車載システム全体のコンパクト化及び低価格化に大きく貢献できる。
【００６０】
請求項９記載の発明によれば、請求項７又は８記載のアンテナ共用器及び三周波数アンテナを自動車に搭載することにより、コンパクト化及び低価格化が達成された車載通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のアンテナ共用器を含んで構成される車載通信システムを示すブロック図である。
【図２】図１のアンテナ共用器を基板上に実装した状態を示す正面図である。
【図３】図１のアンテナ共用器によるアイソレーション特性を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施形態のアンテナ共用器を含んで構成される車載通信システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の前提となるアンテナ共用器を含んで構成される車載通信システムを示すブロック図である。
【図６】図５のアンテナ共用器によるアイソレーション特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  三周波アンテナ（アンテナ）
２０  三周波アンテナ共用器（アンテナ共用器）
２１  １．６ＧＨｚ帯ＢＰＦ（第１帯域通過フィルタ）
２２  ２．５ＧＨｚ帯ＢＰＦ（第３帯域通過フィルタ）
２３  ５．８ＧＨｚ帯ＢＰＦ（第２帯域通過フィルタ）
２４  ５．８ＧＨｚ帯オープンスタブ（第２周波数帯信号阻止手段）
３１  ＧＰＳ受信器（第１周波数帯受信器）
３２  ＶＩＣＳ受信器（第３周波数帯受信器）
３３  ＤＳＲＣ／ＥＴＣ送受信器（第２周波数帯送受信器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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