(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内に設けられた受信手段と無線通信を行うために車両内に設けられた送信手段を備え、前記車両において一番面積の大きい最大ウインドウ枠を導波管と見立て、前記最大ウインドウ枠の開口を前記導波管の開口と見立てた場合に、前記送信手段から出力される信号の送信電波の周波数を前記導波管の遮断周波数以下、かつ無線通信可能な周波数以上に設定することを特徴とする車両用通信装置。
【請求項２】
前記遮断周波数は、前記最大ウインドウ枠の長辺の長さをＬ、光速をｃとした場合、遮断周波数ｆ＝ｃ／２Ｌとして設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両内で無線通信を行うための車載用通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車載用通信装置として、例えば、特開２０００−１５１６４３号公報に記載された車載用通信装置がある。図５は第１送受信装置１００１、第２送受信装置１００２から構成される通信装置を搭載する車両１００の外観の一例を示す平面図である。
【０００３】
車両１００には、後述する多くの電子機器が搭載されている。これら電子機器は、主に運転席１０３周辺（以下、一例として例えばダッシュボード１０１（インスツルメントパネル部）とする）に配置されているが、電子機器は運転者が直接操作する操作盤や電子機器と、運転者が操作した操作盤の指示によって動作する電子機器とに分かれる。
【０００４】
ここで運転者の操作盤の指示により動作する電子機器は、ダッシュボード１０１に配置する必要がないので、通常トランクルーム１０２（例えば、リアトランクルーム）等に配置しておき、操作部のみダッシュボード１０１に配置する。このため、運転席１０３の電子機器とトランクルーム１０２側の電子機器との間で通信装置によって情報通信が行われるようになっている。
【０００５】
図６は通信装置の構成を示すブロック図である。車両１００のダッシュボード１０１側には、例えば、操作盤１ａ付の表示装置３ｂ、スピーカＳＰ１１，ＳＰ１２が接続されたヘッドユニット１５ａおよびラジオチューナ１３ａなどの電子機器が設けられている。
【０００６】
そして、これら電子機器は第１送受信装置１００１を構成するマルチプレクサ５ａ／デマルチプレクサ７ａに接続されている。また、第１送受信装置１００１はトランクルーム１０２側に設けた電子機器と通信を行うワイヤレストランシーバ９ａを備えている。
【０００７】
トランクルーム１０２側には、例えば、テレビチューナ１ｂ、ＣＤチェンジャ３ａ、車両後方／後側撮影用のカメラ１３ｂ、ナビゲーション装置１５ｂ、スピーカＳＰ２１及びＳＰ２２の接続されたパワーアンプ１７ｂ等が設けられている。そしてこれら電子機器は第２送受信装置１００２を構成するマルチプレクサ５ｂ／デマルチプレクサ７ｂに接続されている。また、第２送受信装置１００２はダッシュボード１０１側に設けた電子機器と通信を行うワイヤレストランシーバ９ｂを備えている。
【０００８】
このような構成で、例えば、運転者が操作盤１ａを操作してＣＤチェンジャ３ａに操作信号を送る場合、操作盤１ａ中のＣＤチェンジャ操作ボタンに触れると、操作信号がマルチプレクサ５ａを通してワイヤレストランシーバ９ａに送られる。ワイヤレストランシーバ９ａは、使用周波数、伝送速度、伝送品質、電波伝播等を考慮して操作信号を変調し、アンテナより通信データ１１ａとしてトランクルーム１０２側の第２送受信装置１００２のワイヤレストランシーバ９ｂに無線送信する。
【０００９】
ワイヤレストランシーバ９ｂで受信された通信データ１１ｂは復調され操作信号としてマルチプレクサ５ｂを通してＣＤチェンジャ３ａに送られ演奏用ＣＤを遠隔より交換する。
【００１０】
このように車両のダッシュボード１０１とトランクルーム１０２のそれぞれに電子機器の情報信号および制御信号を無線通信する第１送受信装置１００１、第２送受信装置１００２を備えることで、車両１００内のワイヤーハーネスを低減させて車重を低減させたり、ワイヤーハーネスコストを削減することができる。また、ワイヤーハーネスの低減により車内配線の配策作業を非常に簡素化できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように車両内において無線により各電子機器間で通信を行うと、無線の性質上、車内に設けられた開口部（例えばウインドウ）から電波が出されてしまう（金属ボディからは車両外に電波が出されることはない）。この場合、発振電波は、車両周辺の機器、とりわけ無線を利用している電子機器に対する有害電波と成り得ることもある。
【００１２】
更に、自車両と隣接する場所に、自車両と同周波数付近の周波数の信号で動作する電子機器が存在する場合、その電子機器は自車両の発した電波の影響で誤動作を起こすこともありえる。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、車両内で無線通信を行う場合に、車外の電子機器に対しての電波の影響・干渉を少なくすることができる車載用通信装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る車載用通信装置は、車両内に設けられた受信手段と無線通信を行うために車両内に設けられた送信手段を備え、前記車両において一番面積の大きい最大ウインドウ枠を導波管と見立て、前記最大ウインドウ枠の開口を前記導波管の開口と見立てた場合に、前記送信手段から出力される信号の送信電波の周波数を前記導波管の遮断周波数以下、かつ無線通信可能な周波数以上に設定する。
この発明によれば、導波管において遮断周波数以下の周波数の電波は導波管内を伝播する際に減衰すること、導波管において開口寸法が大きくなる程、遮断周波数が小さくなること、に着目し、車両において一番面積の大きい最大ウインドウ枠の開口を導波管の開口と見立てた場合に、送信手段から出力される信号の送信電波を導波管の遮断周波数以下に設定している。従って、車両内で発生した電波が、開口部を通過して車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることはない。また、送信電波の周波数を、車両内に設けられている全ての開口部枠（＝導波管）の遮断周波数以下に設定することができ、車両内に設けられた全ての開口部から、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることはない。
【００１６】
請求項２の発明に係る車両用通信装置は、前記遮断周波数は、前記最大ウインドウ枠の長辺の長さをＬ、光速をｃとした場合、遮断周波数ｆ＝ｃ／２Ｌとして設定する。
この発明によれば、車両に設けられた最大ウインドウ枠の長辺の長さＬを求めることで、ｆ＝ｃ／２Ｌより容易に、送信電波の周波数を設定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
先ず、本実施の形態に係る車載用通信装置及び車載用送信装置について説明を行う前に、車両の金属ボディを、図３にその断面図を示す方形の筒型の方形導波管（以下、単に導波管と記載する。）とし、車両で一番開口寸法（開口の長辺の寸法）の大きい例えばフロントウィンドウの開口部枠を導波管とした上で、導波管の伝播周波数と開口面の大きさの関係について説明する。
【００１９】
導波管において、その境界条件を求める電磁波の波動方程式を解くことにより固有値が求められ、この固有値より導波管の遮断周波数、遮断波長が決まる。そして、導波管において、固有値で求められた遮断周波数に比べて高い周波数の電波は導波管内で減衰せずに伝播するが、低い周波数の電波は減衰して伝播しないという性質がある。図３に示す導波管の開口面において、長辺である横の長さをＬ、短辺である縦の長さをＭとした場合、この導波管の遮断周波数ｆｌｍは以下の関係式で表せる。
【００２０】
【数１】
0003911207.tif 000002
【００２１】
ここで図４に示すような導波管の場合、遮断周波数のモードは、ＴＥ10モードと呼ばれるものであり、遮断周波数ｆ10が求められる。ＴＥ10モードの、遮断周波数ｆ10は、ｆ10＝ｃ／２Ｌとなる。
【００２２】
上記で説明した導波管の性質より、導波管では遮断周波数ｆ10＝ｃ／２Ｌより低い周波数の電波（導波管進行方向に電磁界がない電波）は導波管内を伝播しないことが分かる。
【００２３】
ここで、車両において一番開口寸法（開口の長辺の寸法）の大きいウィンドウを例えばフロントウィンドウとし、フロントウィンドウの開口部枠を導波管と考えた場合にフロントウィンドウの開口部枠の長辺の寸法で決まる遮断周波数より低い周波数の電波は伝播できないと考えられる。
【００２４】
即ち、フロントウィンドウの開口部枠を導波管に見立て、車両のフロントウィンドウの開口部枠における長軸を半波長とする周波数（遮断周波数）以下の電波を利用して車内通信を行うと、その電波は、開口部を通過して車外に出る際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、車外の電子機器に影響を与える電界強度レベルで車外に出ることは無いと考えられる。また、その逆に、周波数が遮断周波数以下の電波が、外部から開口部枠を通過して車内に入る際にも、開口部枠（＝導波管）により減衰される。
【００２５】
以上の考えのもとに本実施の形態の動作について説明する。
本実施の形態では、車種を客室とトランクルームとが一体となった、例えばバン、ステーションワゴンのような車両を一例にとり、例えばダッシュボードに第１送受信装置１００１を、トランクルームに第２送受信装置１００２を配置した構成にする。なお、上記第１及び第２送受信装置１００１及び１００２が各々、請求項中の車載用送信装置に相当する。
【００２６】
図１は本実施の形態に係る車載用送信装置を組み込んだ車載用通信装置の構成図である。尚、図中、図６と同一符号は同一または相当部分を示す。図において、９Ａ，９Ｂは本実施の形態に係るワイヤレストランシーバである。図２はワイヤレストランシーバ９Ａ，９Ｂにおける信号送信部（＝送信手段）の概略構成図である。この信号送信部は、車両内に設けられた複数の開口部枠のうち、最大の開口寸法（開口の長辺の寸法）を持つ開口部（例えば、フロントガラスの開口部）を導波管と見立てた場合に、この開口寸法により定まる導波管の遮断周波数以下の搬送波周波数を設定する搬送波周波数設定部２３、設定された周波数の搬送波を発生する搬送波発生部２１、マルチプレクサ５ａあるいは５ｂより入力された操作信号で搬送波発生部２１から発生した搬送波を変調する変調部２５、被変調波を電力増幅して送信アンテナ２９にのせる増幅部２７を備える。
【００２７】
ワイヤレストランシーバ９Ａ，９Ｂは、図示しないが、受信された電波を復調して電子機器からの情報を取り出してマルチプレクサに送る復調部を有する信号受信部（＝受信手段）も備える。
【００２８】
以上の構成から、先ず、フロントウィンドウにおける枠体の横の長さＬ、縦の長さＭより導波管としての車両の遮断周波数が求められたならば、車内で情報データを伝播する電波の搬送波周波数を遮断周波数以下に決め、搬送波周波数を搬送波周波数設定部２３で設定する。
【００２９】
次に、搬送波発生部２１は設定された遮断周波数以下の周波数の搬送波信号を発生して変調部２５に送る。変調部２５においては、例えば２値化されたＣＤチェンジャの操作信号で搬送波信号を変調し被変調波として増幅部２７に出力する。ここで被変調波は電力増幅されて送信アンテナ２９に送られる。
【００３０】
操作信号は通信データ１１ａとして送信アンテナ２９より、第２送受信装置１００２の受信アンテナに電波伝播されるのであるが、伝播される電波の周波数、即ち、搬送波周波数は車両の開口部を導波管とした場合に導波管の遮断周波数以下に設定してあるため、電波は車外の電子機器に影響を与える電界強度レベルで車外に出ることはない。
【００３１】
車外において遮断周波数以下の電波が発生しても、電波は導波管と見立てた開口部枠により減衰され、外来電波により車内の電子機器が誤動作することが阻止される。
【００３２】
本実施の形態では、車種をバンあるいはステーションワゴン等のようにトランクルームが客室と一体の車両において、第１送受信装置１００１及び第２送受信装置１００２を車両のダッシュボード１０１と車両後方のトランクルーム１０２とにそれぞれに配置する構成にしたが、配置はこれに限定されず車内の何れであってもよい。
【００３３】
だが、車種がセダン、ハードトップのように客室とトランクルームが金属板などで遮蔽されるような車両の場合は、各送受信装置は例えばダッシュボードあるいはアームレストとシート下部等に置き換えることもできる。
即ち、車種に応じて車内で各送受信装置の配置を変える。
【００３４】
しかし、第１送受信装置の配置場所を車内で、通信相手である第２送受信装置の配置場所を車内と金属板で遮蔽される箇所、例えばエンジンルームあるいはトランクルームである場合は、例えばエンジンルームより第２送受信装置のアンテナのみを車内に配置することでも同様の効果を奏する。
【００３５】
あるいは、双方の送受信装置を客室外に配置し、双方の送受信装置のアンテナ部分のみを客室に配置するような構成であっても、電波伝播経路より車外の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出るのを阻止できる。
【００３６】
また、遮断周波数は、フロントウィンドウの枠体の長辺たる横方向長さＬに基づいて演算したが、ピラーを持たないハードトップタイプの自動車で有ればサイドウィンドウが一番開口寸法が大きい場合もあり得るのでサイドウィンドウの枠体の横方向長さＬに基づいて演算してもよい。
要は自動車のウィンドウ中、枠体の長辺の長さＬが最大長のＬに基づいて遮断周波数を演算する。
【００３７】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、車両内で発生した電波が、開口部を通過して車外にでる際に、開口部枠（＝導波管）により減衰され、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることはないため、自車両の周辺にある電子機器への電波の影響を軽減できるという効果がある。
車外より遮断周波数以下の電波による信号が発生してもその信号は、導波管において減衰するため車内の電子機器が誤動作を起こすことがないという効果がある。
【００３８】
また、送信電波の周波数を、車両に複数設けられている開口部枠のうち、開口寸法が最も大きい開口部枠を導波管と見立てた場合に、この導波管の遮断周波数以下に設定すれば、車両内に設けられた全ての開口部から、外部の電子機器に影響を与える電界強度レベルで電波が車外に出ることはない。
また、各ウインドウガラスにおける枠体の長辺の長さが分かれば、容易に遮断周波数を算出して搬送波周波数を設定できるため装置の汎用性を高めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明に係る車載用通信装置の構成図である。
【図２】図２は本実施の形態に係るワイヤレストランシーバにおける信号送信部の概略構成図である。
【図３】図３は車両の開口部を方形導波管として見立てた場合の導波管の開口面を示す図である。
【図４】図４は導波管のＴＥ10モードの遮断周波数を説明する図である。
【図５】図５は車載用通信装置を搭載した車両の外観の一例を示す平面図である。
【図６】図６は車載用通信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００        車両
１０１        ダッシュボード
１０２        トランクルーム
１００１      第１送受信装置
１００２      第２送受信装置
９Ａ，９Ｂ    ワイヤレストランシーバ
【図１】
0003911207.tif 000003
【図２】
0003911207.tif 000004
【図３】
0003911207.tif 000005
【図４】
0003911207.tif 000006
【図５】
0003911207.tif 000007
【図６】
0003911207.tif 000008