(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上を走行する車両との間で送受信を行う第１の対車両用ビームと、前記対車両用ビームとビーム方向が異なり、前記道路の反対側に設置された二次アンテナとの間で送受信を行う対路側用ビームと、の２つのビームを同一のアンテナ開口で形成する２ビーム共用の主アンテナと、
前記主アンテナとの間で送受信を行う前記対路側用ビームと、前記対路側用ビームとビーム方向が異なり、前記車両との間で送受信を行う第２の対車両用ビームと、の２つのビームを同一のアンテナ開口で形成する２ビーム共用の二次アンテナと、
から構成され、
前記主アンテナは、前記第１の対車両用ビームにより、前記車両と通信するための情報を送信し前記車両からの情報を受信するとともに、
前記主アンテナは、前記二次アンテナを介して、前記対路側用ビームと前記第２の対車両用ビームとにより、前記車両と通信するための情報を送信し前記車両からの情報を受信する、
ことを特徴とする路車間通信システム。
【請求項２】
互いに平行な第１、第２の導体板により平行平板導波路を形成し、上記平行平板導波路の一方の導波方向を第１の方向（X軸），他方を第２の方向（Y軸）とし，上記第１の方向（X軸）の少なくとも一つの端部にショート面を形成すると共に上記ショート面と対向する端部に、概ね一様な平面波を給電する第１の給電手段を接続し，上記第１の方向（X軸）と直交する第２の方向（Y軸）の端部に、概ね一様な平面波を給電する第２の給電手段を接続し，更に上記第1の導体板に形成され、上記第１の方向（X軸）及び第２の方向（Y軸）に対し電界方向が斜め方向となるように配置された複数のスロット素子を，上記第１の方向（X軸）に対しては上記ショート面から概ね半波長の位置を基準として上記第１の給電手段が接続されている部分まで概ね１波長間隔で配列し，且つ上記第２の方向（Y軸）に対しては上記第２の給電手段が接続されている部分までビームのチルト角に応じた素子間隔で配列して上記２ビーム共用アンテナを構成し，上記対路側用ビームを上記第１の導体板における法線方向（Z軸）と上記第１の方向（X軸）からなる面内（ＸＺ面内）あるいはその近傍で当該法線方向（Z軸）に形成し、上記対車両用ビームを当該法線方向（Z軸）と上記第２の方向（Y軸）からなる面内（ＹＺ面内）あるいはその近傍で当該法線方向（Ｚ軸）よりチルトした方向に形成したことを特徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
【請求項３】
少なくとも１個以上の上記スロット素子を、その中心を回転軸として回転して配置したことを特徴とする請求項２に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
上記第１の導体板の上に，交差偏波成分を抑圧する手段を有する交差偏波抑圧グリッドを設けたことを特徴とする請求項２もしくは３に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
少なくとも１個以上の上記スロット素子をクロス状のスロット素子としたことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の路車間通信システム。
【請求項６】
上記第１の導体板あるいは交差偏波抑圧グリッドの上に，各スロット素子から放射されたあるいは交差偏波抑圧グリッドを通過した直線偏波を円偏波に変換する手段を有する円偏波ポラライザを設けたことを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の路車間通信システム。
【請求項７】
上記二次アンテナは対路側用ビームおよび対車両用ビームの受信波をそれぞれ増幅して車両および主アンテナにそれぞれ送信する手段を備えたことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の路車間通信システム。
【請求項８】
上記第１の導体板の法線方向を路面の方に傾けて、上記主アンテナおよび二次アンテナを設置したことを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の路車間通信システム。
【請求項９】
上記第１、第２の給電手段として、オーバーサイズ導波管を接続したことを特徴とする請求項２から８のいずれかに記載の路車間通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，車両と通信する主アンテナ、及び主アンテナからの通信波を車両に伝送して車両と通信を行う二次アンテナを道路に沿って配置する路車間通信システム及び２ビームを有する２ビーム共用アンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来の路車間通信システムを示す斜視図である。これは，特開平１０−１０８２５１号公報に示された例である。
【０００３】
図において，１は路上に設置された主アンテナ，２は上記主アンテナと対向して道路の反対側に設置された二次アンテナ，２４と２５は各々上記主アンテナ１を構成する対車両用アンテナと対二次アンテナ２用アンテナ，２６と２７は各々上記二次アンテナ２を構成する受信アンテナと送信アンテナである。なお，本明細書において，主アンテナ１と二次アンテナ２は各アンテナとそれに接続される機器（例えば送受信機など）とを総称して路側無線機器と呼ぶことがある。
【０００４】
次に作用について説明する。主アンテナ１における対車両用アンテナ２４は，図には示されていないが路上に形成した通信領域内を走行する車両に搭載された車載器と通信を行う。しかし，実際の運用下では小型車がトラックなどの大型車の影に隠れて小型車から主アンテナ１の対車両用アンテナ２４を見通せなくなる（シャドーイングという）ことがある。この場合は，シャドーイングの影響により路車間で通信が途絶えることがある。このため，同一の情報を主アンテナ１における対二次アンテナ２用アンテナ２５によって，道路の反対側に設置してある二次アンテナ２における受信アンテナ２６に送り，この情報を送信アンテナ２７を介して小型車に送ることでシャドーイングによる影響を回避するように作用する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の路車間通信システムは以上のように構成されているため，路側に設置された主アンテナと二次アンテナは共に対車両用と対路側用の異なる二つのアンテナを各々具備しなければならず，路側無線機器が複雑化且つ大型化すると共に質量が増加するという問題があった。特に、路車間通信アンテナは風雨や降雪の多い地域の路上でも設置されるため、風雨によるモーメント荷重や積雪の影響を受けにくい、薄型で軽量なものが望まれていた。
また，二次アンテナでは受信アンテナで受信した情報を送信アンテナで車両に送出するのみであるため，片方向通信しかできないという問題もあった。
さらに、主アンテナと二次アンテナを用いて車両と通信を行う路車間通信システムにおいては、主アンテナと二次アンテナをそれぞれ１つのアンテナで構成し、対車両用と対路側用のビーム方向が異なる二つのビームを一つのアンテナ開口で実現するための具体的な構成が知られていなかった。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり，対車両用と対路側用の二つのビームを一つのアンテナ開口で実現し、また双方向通信が可能な路車間通信システムを構成することを目的としている。
また，ビーム方向が異なる二つのビームを共通のアンテナ開口で実現するために必要な給電回路を、薄型で且つ給電損失の小さい一つの導波路で形成する２ビーム共用アンテナを実現することも目的としている。
更に、対車両用ビームがより利得の高いあるいは低サイドローブ化した直線偏波や、円偏波を放射する２ビーム共用アンテナを用いた路車間通信に適した路車間通信システムを得ることも目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明による路車間通信システムは、道路上を走行する車両との間で送受信を行う第１の対車両用ビームと、前記対車両用ビームとビーム方向が異なり、前記道路の反対側に設置された二次アンテナとの間で送受信を行う対路側用ビームと、の２つのビームを同一のアンテナ開口で形成する２ビーム共用の主アンテナと、
前記主アンテナとの間で送受信を行う前記対路側用ビームと、前記対路側用ビームとビーム方向が異なり、前記車両との間で送受信を行う第２の対車両用ビームと、の２つのビームを同一のアンテナ開口で形成する２ビーム共用の二次アンテナと、
から構成され、
前記主アンテナは、前記第１の対車両用ビームにより、前記車両と通信するための情報を送信し前記車両からの情報を受信するとともに、
前記主アンテナは、前記二次アンテナを介して、前記対路側用ビームと前記第２の対車両用ビームとにより、前記車両と通信するための情報を送信し前記車両からの情報を受信するようにしたものである。
【０００８】
また，第２の発明による路車間通信システムは，互いに平行な第１、第２の導体板により平行平板導波路を形成し、上記平行平板導波路の一方の導波方向を第１の方向（X軸），他方を第２の方向（Y軸）とし，上記第１の方向（X軸）の少なくとも一つの端部にショート面を形成すると共に上記ショート面と対向する端部に、概ね一様な平面波を給電する第１の給電手段を接続し，上記第１の方向（X軸）と直交する第２の方向（Y軸）の端部に、概ね一様な平面波を給電する第２の給電手段を接続し，更に上記第1の導体板に形成され、上記第１の方向（X軸）及び第２の方向（Y軸）に対し電界方向が斜め方向となるように配置された複数のスロット素子を，上記第１の方向（X軸）に対しては上記ショート面から概ね半波長の位置を基準として上記第１の給電手段が接続されている部分まで概ね１波長間隔で配列し，且つ上記第２の方向（Y軸）に対しては上記第２の給電手段が接続されている部分までビームのチルト角に応じた素子間隔で配列して上記２ビーム共用アンテナを構成し，上記対路側用ビームを上記第１の導体板における法線方向（Z軸）と上記第１の方向（X軸）からなる面内あるいはその近傍で当該法線方向（Z軸）に形成し、上記対車両用ビームを当該法線方向（Z軸）と上記第２の方向（Y軸）からなる面内あるいはその近傍で当該法線方向（Ｚ軸）よりチルトした方向に形成したものである。
【０００９】
また，第３の発明の路車間通信システムは，少なくとも１個以上の上記スロット素子を、その中心を回転軸として回転して配置したものである。
【００１０】
また，第４の発明の路車間通信システムは，上記第１の導体板の上に，交差偏波成分を抑圧する手段を有する交差偏波抑圧グリッドを設けたものである。
【００１１】
また，第５の発明の路車間通信システムは，少なくとも１個以上の上記スロット素子をクロス状のスロット素子としたものである。
【００１２】
また，第６の発明の路車間通信システムは，上記第１の導体板あるいは交差偏波抑圧グリッドの上に，各スロット素子から放射されたあるいは交差偏波抑圧グリッドを通過した直線偏波を円偏波に変換する手段を有する円偏波ポラライザを設けたものである。
【００１３】
また，第７の発明の路車間通信システムは，上記二次アンテナは対路側用ビームおよび対車両用ビームの受信波をそれぞれ増幅して車両および主アンテナにそれぞれ送信する手段を備えたものである。
【００１４】
また，第８の発明の路車間通信システムは，上記第１の導体板の法線方向を路面の方に傾けて、上記主アンテナおよび二次アンテナを設置したものである。
【００１５】
また、第９の発明の路車間通信システムは，上記第１、第２の給電手段として、オーバーサイズ導波管を接続したものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示す路車間通信システムの斜視図，図２はこの実施の形態１における二次アンテナの構成図であり，１と２は各々上記従来路車間通信システムの主アンテナと２次アンテナに相当するものである。
【００１８】
図において，３は路上を走行する普通車両，４は上記普通車両３の横を並走する大型車両，５ａと５ｂは各々主アンテナ１と二次アンテナ２から路上に照射される対車両用ビーム，６ａと６ｂは各々主アンテナ１と二次アンテナ２から互いに対向して照射される対路側用ビーム，７は上記対車両用ビーム５ａ，５ｂによって路上に形成される通信領域，８は上記主アンテナ１の上記対車両用ビーム５ａの照射領域が上記大型車両４によって電波的に遮蔽された遮蔽領域，９は上記二次アンテナ２における２ビーム共用アンテナ，１０ａと１０ｂは各々上記２ビーム共用アンテナ９における上記対路側用ビーム６ｂと上記対車両用ビーム５ｂに対応した給電ポートである。
【００１９】
次に，この路車間通信システムの作用について説明する。図には示していないが主アンテナ１は送受信機及び二次アンテナ２と同様の２ビーム共用アンテナ９によって構成されており，普通車両３及び大型車両４には主アンテナ１及び二次アンテナ２と通信するための車載器が搭載されている。主アンテナ１における２ビーム共用アンテナ９は，普通車両３あるいは大型車両４と通信するための情報を対車両用ビーム５ａと対路側用ビーム６ａに同時あるいは時分割などで載せて送信する。対路側用ビーム６ａに載せられた情報は二次アンテナ２における２ビーム共用アンテナ９の対路側用ビーム６ｂに対応する給電ポート１０ａより出力され，そのまま対車両用ビーム５ｂに対応する給電ポート１０ｂに供給されて２ビーム共用アンテナ９より路上に送出される。このため，普通車両３が大型車両４に隠れて主アンテナ１に対してシャドーイングとなるような場合でも，普通車両３は二次アンテナ２を介して情報を受け取ることができる。以上は下り（ダウンリンク）について説明したが，上り（アップリンク）でも同様であり，普通車両３が大型車両４の影に隠れて電波的な遮蔽領域８内を走行する場合でも，二次アンテナ２を介して路車との間で確実に通信が成立するように作用する。
【００２０】
図９に記載したような従来の路車間通信システムの場合，対車両用と対路側用として別々のアンテナを用いているため，主アンテナ１及び二次アンテナ２の構成が複雑となり，装置が大型化する。また，対車両用アンテナと対路側用アンテナが分離しているため，給電損失が増大する。これに対し，この実施の形態の路車間通信システムでは，対車両用アンテナと対路側用アンテナとを一つの２ビーム共用アンテナ９で構成するため，主アンテナ１及び二次アンテナ２の構成が簡単になり，装置を小型化できると共にコストを低減できる。また，アンテナの共用により２つのアンテナの間隔に相当する分だけ給電線路も短縮化され、給電損失を低減できる。
【００２１】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２を示す路車間通信システムにおける主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。
図に示すように、２枚の平行な導体板１１と導体板１２により誘電体１３を挟んで平行平板導波路を形成し，上記平行平板導波路の一方の導波方向を第１の方向（X軸），他方を第２の方向（Y軸）として，上記第１の方向（X軸）の少なくとも一つの端部に金属導体を設けてショート面１４を形成すると共に、上記ショート面１４と対向する端部に一方向（Y軸方向）が極端に長い給電用オーバーサイズ導波管１６ａ（第１の給電手段）を接続し、上記第１の方向（X軸）と直交する第２の方向（Y軸）の端部にX軸方向が極端に長い給電用オーバーサイズ導波管１６ｂ（第２の給電手段）を接続する。更に上記第１の方向（X軸）及び第２の方向（Y軸）に対し電界方向が斜め方向となる複数のスロット素子１５を、上記第１の方向（X軸）に対しては上記ショート面１４から概ね半波長（λ／２；λは管内波長）の位置を基準として上記給電用オーバーサイズ導波管１６ａが接続されている部分まで概ね１波長間隔（λ）で配列し，且つ上記第２の方向（Y軸）に対しては上記給電用オーバーサイズ導波管１６ｂが接続されている部分までビームのチルト角に応じた素子間隔ｄで配列して２ビーム共用アンテナ９を構成し、更に，上記導体板１１における法線方向（Z軸）と上記第１の方向（X軸）及び上記第２の方向（Y軸）が各々形成するXZ面内（あるいはその近傍）及びYZ面内（あるいはその近傍）に各々対路側用ビーム６と対車両用ビーム５を形成する構成とするものである。ここで，上記対路側用ビーム６のビーム方向１７ａは概ねZ軸の方向であり，上記対車両用ビーム５のビーム方向１７ｂは素子間隔ｄに応じたチルト角の方向である。なお，この実施の形態２における路車間通信システムの構成は図１と同様であり，２ビーム共用アンテナ９と給電ポート１０の関係は図２と同様である。また、オーバーサイズ導波管１６ｂの接続された第２の方向（Ｙ軸）の端部と対向する他の端部には、反射波が生じないように整合終端として動作する吸収体のような無反射終端部を設けても良く、これを設けた場合、放射しきれない残留電力は吸収体により消費される。さらに、誘電体１３の挿入された部分を空洞とし、平行平板の間隔を支持部材で保持するものであってもよい。特にミリ波帯のアンテナとして用いる場合は、誘電体無しとする方が、利得が高いもしくは損失が少ないなど特性が向上する。
【００２２】
以上説明したように，この実施の形態２による路車間通信システムによれば，第１の方向（X軸）においては概ね共振するスロット素子１５をショート面１４から概ね半波長の位置を基準として概ね１波長間隔で配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ａよりＹ軸方向に同一の位相を有した概ね一様な平面波を給電する共振型スロットアレーとして動作させ，第２の方向（Y軸）においては上記スロット素子１５をビームのチルト角に応じた素子間隔ｄで配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ｂよりＸ軸方向に同一の位相を有した概ね一様な平面波を給電する給電する進行波型スロットアレーとして動作させるため，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ａに対応する給電ポート１０ａからはビーム方向１７ａが概ねZ軸方向を向く対路側用ビーム６が出力され，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ｂに対応する給電ポート１０ｂからはビーム方向１７ｂがZ軸から概ねXZ面内でチルトした方向を向く対車両用ビーム５が出力される２ビーム共用アンテナ９を実現でき，しかも薄型で小形／軽量の主アンテナ１及び二次アンテナ２を有する路車間通信システムを得ることができる。また，スロット素子１５を一つの平行平板導波路で励振するため，各ビームに対する給電回路を共用できると共に，マイクロストリップ線路などによる場合に比べ低損失で給電できる。
【００２３】
なお、オーバーサイズ導波管１６ａ、１６ｂは、各々Ｙ軸方向、Ｘ軸方向に同一の位相を有した概ね一様な平面波と見なされる波を給電するものであれば、例えば１次放射器からの電波を回転放物面で反射させて給電するものや、複数のスロット素子や給電プローブなどを配列してアレー給電するようなものであっても良い。
以上では、この実施の形態２の２ビーム共用アンテナを路車間通信システムに適用する場合について説明したが、このアンテナをこれ以外のシステム、例えば２つの通信衛星もしくは放送衛星と同時に通信もしくは放送の受信を行う、衛星通信用アンテナもしくは衛星放送受信アンテナなどに用いてもよい。
【００２４】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３を示す路車間通信システムにおける主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。この実施の形態３は，少なくとも１個以上のスロット素子１５を、その中心を回転軸として回転して配置する構成とするものである。なお，この実施の形態３における路車間通信システムの構成は図１と同様であり，２ビーム共用アンテナ９の断面構造は図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様である。
【００２５】
以上説明したように，この実施の形態３による路車間通信システムによれば，第１の方向（X軸）においては概ね共振するスロット素子１５をショート面１４から概ね半波長の位置を基準として概ね１波長間隔で配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ａより給電する共振型スロットアレーとして動作させ，第２の方向（Y軸）においては上記スロット素子１５をビームのチルト角に応じた素子間隔ｄで配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ｂより給電する進行波型スロットアレーとして動作させるため，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ａに対応する給電ポート１０ａからはビーム方向１７ａが概ねZ軸方向を向く対路側用ビーム６が出力され，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ｂに対応する給電ポート１０ｂからはビーム方向１７ｂがZ軸から概ねXZ面内でチルトした方向を向く対車両用ビーム５が出力される２ビーム共用アンテナ９を実現でき，小形／軽量の主アンテナ１及び二次アンテナ２を有する路車間通信システムを得ることができる。また，スロット素子１５を一つの平行平板導波路で励振するため，各ビームに対する給電回路を共用できると共に，マイクロストリップ線路などによる場合に比べ低損失で給電できる。更に，スロット素子１５をその中心を回転軸として回転するため，スロット素子１５の放射インピーダンスを回転角度によって任意の小さな値に設定できる。このため，スロット素子１５を回転することにより交差偏波成分が発生すると共に，第１の方向（X軸）における共振型スロットアレーの反射特性と放射特性は若干劣化するが，第２の方向（Y軸）における進行波型スロットアレーの励振分布を調整できるため，より利得の高いあるいは低サイドローブ化した所望の対車両用ビーム５（ビーム方向１７ｂ）を形成できる効果が得られる。
【００２６】
ここで，上記実施の形態３における２ビーム共用アンテナ９では，全てのスロット素子１５をその各々の中心を回転軸として回転しているが，少なくとも１個以上の任意のスロット素子１５を任意の角度だけ回転するようにしても良い。また，各スロット素子１５の回転角度を各々異なる任意の回転角度としても良い。
【００２７】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４を示す路車間通信システムにおける主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。この実施の形態４は，複数のスロット素子１５を形成した導体板１１の上に，交差偏波成分を抑圧する手段を有する交差偏波抑圧グリッド１８を設けた２ビーム共用アンテナ９で主アンテナ１及び二次アンテナ２を構成するものである。なお，この実施の形態４における路車間通信システムの構成は図１と同様であり，２ビーム共用アンテナ９の断面構造は図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様である。
【００２８】
以上説明したように，この実施の形態４による路車間通信システムによれば，第１の方向（X軸）においては概ね共振するスロット素子１５をショート面１４から概ね半波長の位置を基準として概ね１波長間隔で配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ａより給電する共振型スロットアレーとして動作させ，第２の方向（Y軸）においては上記スロット素子１５をビームのチルト角に応じた素子間隔ｄで配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ｂより給電する進行波型スロットアレーとして動作させるため，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ａに対応する給電ポート１０ａからはビーム方向１７ａが概ねZ軸方向を向く対路側用ビーム６が出力され，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ｂに対応する給電ポート１０ｂからはビーム方向１７ｂがZ軸から概ねXZ面内でチルトした方向を向く対車両用ビーム５が出力される２ビーム共用アンテナ９を実現でき，小形／軽量の主アンテナ１及び二次アンテナ２を有する路車間通信システムを得ることができる。また，スロット素子１５を一つの平行平板導波路で励振するため，各ビームに対する給電回路を共用できると共に，マイクロストリップ線路などによる場合に比べ低損失で給電できる。更に，各スロット素子１５の配置角度によっては無視できない交差偏波成分が発生するが，複数の平行なストリップ線路で構成した交差偏波抑圧グリッド１８を導体板１１の上に配置することによって，所望の直線偏波成分のみを抽出できる効果が得られる。
【００２９】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５を示す路車間通信システムにおける主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。この実施の形態５は，少なくとも１個以上のスロット素子をクロス状のスロット素子とするものである。なお，この実施の形態５における路車間通信システムの構成は図１と同様であり，２ビーム共用アンテナ９の断面構造は図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様である。
【００３０】
以上説明したように，この実施の形態５による路車間通信システムによれば，第１の方向（X軸）においては概ね共振するクロス状のスロット素子１５をショート面１４から概ね半波長の位置を基準として概ね１波長間隔で配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ａより給電する共振型スロットアレーとして動作させ，第２の方向（Y軸）においては上記スロット素子１５をビームのチルト角に応じた素子間隔ｄで配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ｂより給電する進行波型スロットアレーとして動作させるため，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ａに対応する給電ポート１０ａからはビーム方向１７ａが概ねZ軸方向を向く対路側用ビーム６が出力され，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ｂに対応する給電ポート１０ｂからはビーム方向１７ｂがZ軸から概ねXZ面内でチルトした方向を向く対車両用ビーム５が出力される２ビーム共用アンテナ９を実現でき，小形／軽量の主アンテナ１及び二次アンテナ２を有する路車間通信システムを得ることができる。また，スロット素子１５を一つの平行平板導波路で励振するため，各ビームに対する給電回路を共用できると共に，マイクロストリップ線路などによる場合に比べ低損失で給電できる。更に，スロット素子１５を任意の開き角度を有するクロス状のスロット素子１５とするため，この開き角度を調整することによりスロット素子１５の放射インピーダンスを任意の小さな値に設定できる。このため， 第１の方向（X軸）における共振型スロットアレーの反射特性と放射特性は若干劣化するが，第２の方向（Y軸）における進行波型スロットアレーの励振分布を調整できるため，より利得の高いあるいは低サイドローブ化した所望の対車両用ビーム５（ビーム方向１７ｂ）を形成できる効果が得られる。また，クロス状のスロット素子１５を用いているため，図４に示した実施の形態３における２ビーム共用アンテナ９で問題となる交差偏波成分を相殺できる。つまり，給電用オーバーサイズ導波管１６ａ及び１６ｂより給電する場合は各々Y方向成分及びX方向成分の交差偏波を相殺できるため，交差偏波抑圧グリッドを用いずとも交差偏波特性の良好な直交２偏波の２ビーム共用アンテナ９を実現できる効果が得られる。
【００３１】
ここで，上記実施の形態５における２ビーム共用アンテナ９では，全てのスロット素子１５をクロス状のスロット素子１５しているが，少なくとも１個以上の任意のスロット素子１５をクロス状のスロット素子１５としても良い。また，クロス状のスロット素子１５の開き角度を各々異なる任意の開き角度としても良い。
【００３２】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６を示す路車間通信システムにおける主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。この実施の形態６は，複数のスロット素子１５を形成した導体板１１の上に，各スロット素子１５から放射された直線偏波を円偏波に変換する手段を有する円偏波ポラライザ１９を設けた２ビーム共用アンテナ９で主アンテナ１及び二次アンテナ２を構成するものである。なお，この実施の形態６における路車間通信システムの構成は図１と同様であり，２ビーム共用アンテナ９の断面構造は図３（ｂ）及び図３（ｃ）と同様である。
【００３３】
以上説明したように，この実施の形態６による路車間通信システムによれば，第１の方向（X軸）においては概ね共振するスロット素子１５をショート面１４から概ね半波長の位置を基準として概ね１波長間隔で配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ａより給電する共振型スロットアレーとして動作させ，第２の方向（Y軸）においては上記スロット素子１５をビームのチルト角に応じた素子間隔ｄで配列して給電用オーバーサイズ導波管１６ｂより給電する進行波型スロットアレーとして動作させるため，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ａに対応する給電ポート１０ａからはビーム方向１７ａが概ねZ軸方向を向く対路側用ビーム６が出力され，上記給電用オーバーサイズ導波管１６ｂに対応する給電ポート１０ｂからはビーム方向１７ｂがZ軸から概ねXZ面内でチルトした方向を向く対車両用ビーム５が出力される２ビーム共用アンテナ９を実現でき，小形／軽量の主アンテナ１及び二次アンテナ２を有する路車間通信システムを得ることができる。また，スロット素子１５を一つの平行平板導波路で励振するため，各ビームに対する給電回路を共用できると共に，マイクロストリップ線路などによる場合に比べ低損失で給電できる。更に，斜めに配置された各スロット素子１５から放射された斜め直線偏波を円偏波に変換する円偏波ポラライザ１９（例えばメアンダポラライザ）を導体板１１の上に配置するため，同旋の円偏波を有する２ビーム共用アンテナ９を実現できる効果が得られる。
【００３４】
ここで，上記実施の形態６における２ビーム共用アンテナ９では，スロット素子１５が形成されている導体板１１の上に円偏波ポラライザ１９を配置しているが，導体板１１の上に置かれた交差偏波抑圧グリッド１８を介して円偏波ポラライザ１９を配置しても良い。
【００３５】
また，上記実施の形態６における２ビーム共用アンテナ９では，直線状のスロット素子１５の場合について説明しているが，クロス状のスロット素子１５の場合であっても良い。クロス状のスロット素子１５の場合には，各スロット素子１５から放射される偏波は給電方向によって直交関係にあるため，円偏波ポラライザ１９を介すことで，逆旋の円偏波を有する２ビーム共用アンテナ９が得られる。
【００３６】
実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７を示す路車間通信システムにおける二次アンテナの構成図である。この実施の形態７は，サーキュレータ２０ａ，２０ｂ，帯域通過フィルタ２１ａ，２１ｂ，及び増幅器２２ａ，２２ｂからなる中継器２３と２ビーム共用アンテナ９とで二次アンテナ２を構成するものである。なお，この実施の形態７における路車間通信システムの構成は図１と同様である。
【００３７】
以上説明したように，この実施の形態７による路車間通信システムによれば，主アンテナ１と対向して配置された二次アンテナ２における２ビーム共用アンテナ９は増幅器２２ａ，２２ｂを具備しているため，主アンテナ１と二次アンテナ２との距離に応じた自由空間伝搬損失及び中継器内部損失等を補うことができる。したがって，二次アンテナ２を経由して主アンテナ１から車載器に到達する電力と主アンテナ１から直接車載器に到達する電力を概ね同程度の電力レベルにすることができ，車載器あるいは路側無線機器のダイナミックレンジを緩和できる効果が得られる。
【００３８】
実施の形態８．
図には示していないが，この発明の実施の形態８を示す路車間通信システムは，導体板１１における法線方向（Z軸）と第１の方向（X軸）及び第２の方向（Y軸）からなるXZ面内（あるいはその近傍）及びYZ面内（あるいはその近傍）に形成される各ビームを各々対車両用ビーム５（ビーム方向１７ａは概ねZ軸方向）と対路側用ビーム６（ビーム方向１７ｂはZ軸よりチルトした方向）となるように２ビーム共用アンテナ２を路面の方に傾けて設置するものである。なお，この実施の形態８における路車間通信システムの構成は図１と同様であり，２ビーム共用アンテナ９は図３と同様である。
【００３９】
以上説明したように，この実施の形態８による路車間通信システムによれば，給電方向が第１の方向（X軸）の時に共振型スロットアレーとして動作して得られるビーム（ビーム方向１７ａ）を対車両用ビーム５，給電方向が第２の方向（Y軸）の時に進行波型スロットアレーとして動作して得られるビーム（ビーム方向１７ｂ）を対路側用ビーム６として用いるように２ビーム共用アンテナ２をYZ面を垂直面（Y軸の＋方向が大地方向）としてZ軸が路上の通信領域７を向くように下向きに傾けて設置するため，主アンテナ１及び二次アンテナ２のレドームに雪などが付着しにくい構造（防雪対策）とすることができる効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
第１の発明によれば，対車両用ビームと対路側用ビームの両方を一つの２ビーム共用アンテナで形成するため，主アンテナ及び二次アンテナの構成が簡単になり，装置を小型化できると共にコストを低減できる効果が得られる。また，給電線路も短縮化されるため給電損失を低減できる効果が得られる。
【００４１】
また，第２、第９の発明によれば，第１の方向（X軸）において共振型スロットアレーとして動作させ，第２の方向（Y軸）において進行波型スロットアレーとして動作させるため，ビーム方向が概ねZ軸方向を向く対路側用ビームと，ビーム方向がZ軸から概ねXZ面内でチルトした方向を向く対車両用ビームとを有する２ビーム共用アンテナを実現できると共に，小形／軽量の主アンテナ及び二次アンテナを有する路車間通信システムを実現できる効果が得られる。また，スロット素子を一つの平行平板導波路で励振するため，各ビームに対する給電回路を共用できると共に，マイクロストリップ線路などによる場合に比べ低損失で給電できる２ビーム共用アンテナが実現できる効果も得られる。
【００４２】
また，第３の発明によれば，スロット素子をその中心を回転軸として回転するため，スロット素子の放射インピーダンスを回転角度によって任意の小さな値に設定でき，第２の方向（Y軸）における進行波型スロットアレーの励振分布を調整することが可能となる。このため，より利得の高いあるいは低サイドローブ化した所望の対車両用ビームを形成できる効果が得られる。
【００４３】
また，第４の発明によれば，複数の平行なストリップ線路で構成した交差偏波抑圧グリッドをスロット素子が形成されてある導体板の上に設けるため，所望の直線偏波成分のみを抽出でき，交差偏波特性の良好な対車両用ビーム及び対路側用ビームを有する２ビーム共用アンテナを実現できる効果が得られる。
【００４４】
また，第５の発明によれば，クロス状のスロット素子を用いているため，このクロス部分の開き角度を調整することによりスロット素子の放射インピーダンスを任意の小さな値に設定でき，第２の方向（Y軸）における進行波型スロットアレーの励振分布を調整することが可能となる。このため，より利得の高いあるいは低サイドローブ化した所望の対車両用ビームを形成できる効果が得られる。また，クロス状のスロット素子のため，交差偏波成分を相殺でき，交差偏波特性の良好な直交２偏波の２ビーム共用アンテナを実現できる効果も得られる。
【００４５】
また，第６の発明によれば，斜めに配置された各スロット素子から放射された斜め直線偏波を円偏波に変換する円偏波ポラライザ（例えばメアンダポラライザ）を導体板の上に設けるため，同旋の円偏波を有する２ビーム共用アンテナを実現できる効果が得られる。
【００４６】
また，第７の発明によれば，主アンテナと対向して配置された二次アンテナにおける２ビーム共用アンテナは増幅器を具備した中継器と接続するため，主アンテナと二次アンテナとの距離に応じた自由空間伝搬損失及び中継器内部損失等を補うことが可能となる。このため，二次アンテナを経由して主アンテナから車載器に到達する電力と主アンテナから直接車載器に到達する電力とを概ね同程度の電力レベルにすることができ，車載器あるいは路側無線機器のダイナミックレンジを緩和できる効果が得られる。
【００４７】
また，第８の発明によれば，給電方向が第１の方向（X軸）の時に共振型スロットアレーとして動作して得られるビームを対車両用ビーム，給電方向が第２の方向（Y軸）の時に進行波型スロットアレーとして動作して得られるビームを対路側用ビームとして用いるように２ビーム共用アンテナ２の法線方向（Z軸）が路上の通信領域を向くように下向きに傾けて設置するため，レドームに雪などが付着しにくい構造（防雪対策）で且つ２ビーム共用の主アンテナ及び二次アンテナを実現できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による路車間通信システムの実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】  受信した電波を増幅しないで再送信する二次アンテナの構成図である。
【図３】  この発明による路車間通信システムの実施の形態２を示す主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。
【図４】  この発明による路車間通信システムの実施の形態３を示す主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。
【図５】  この発明による路車間通信システムの実施の形態４を示す主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。
【図６】  この発明による路車間通信システムの実施の形態５を示す主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。
【図７】  この発明による路車間通信システムの実施の形態６を示す主アンテナ及び二次アンテナに用いられる２ビーム共用アンテナの構成図である。
【図８】  この発明による路車間通信システムの実施の形態７を示す二次アンテナの構成図である。
【図９】  従来の路車間通信システムを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  主アンテナ
２  二次アンテナ
３  普通車両
４  大型車両
５  対車両用ビーム
６  対路側用ビーム
７  通信領域
８  遮蔽領域
９  ２ビーム共用アンテナ
１０  給電ポート
１１  導体板
１２  導体板
１３  誘電体
１４  ショート面
１５  スロット素子
１６  給電用オーバーサイズ導波管
１７  ビーム方向
１８  交差偏波抑圧グリッド
１９  円偏波ポラライザ
２０  サーキュレータ
２１  帯域通過フィルタ
２２  増幅器
２３  中継器
２４  対車両用アンテナ
２５  対二次アンテナ２用アンテナ
２６  受信アンテナ
２７  送信アンテナ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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