CN1099140A - 能区分机动车车道的自动车辆识别系统 - Google Patents

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Abstract

揭示一种识别目标和测定该目标在至少两区域 中的哪一区域的方法。它包含步骤为：将第一定向天 线(18)对准第一区域(28a)；将第二定向天线(18)对 准第二区域(28b)；从第一定向天线(18)发送第一场 强脉冲(44)；从第二定向天线(18)发送第二场强脉冲 (46)；在发送-应答器(14)中将两场强脉冲进行比较以 测定该发送-应答器处于两区域(28a，28b)中的哪一 个中。这里还揭示了其它相应装置、系统和方法。

Description

本发明一般涉及发送-应答器的布局，在这种布局中，一个询问器或读出器单元与一远程终端或发送-应答器进行通信。尤其是在多个询问器将定向天线对准所选定区域的情况下，这些选定区域之一中的各发送-应答器能通过将从这些询问器之一所接收到的发送幅值与从另一询问器所接收到的发送幅值进行比较来测定指定给它的询问器。
本发明将结合能区分机动车车道的自动车辆识别（AVI）系统的文章中进行描述但这并不作为限定本发明的范围。在为识别车辆而使用RF数据链路的自动收费亭系统中，确定某个车辆在两相邻车道中的哪一个上运行也许是必要的。例如，有时为了开账单目的必须在车道之间识别某些车道与其它车道相比何时被指定为高占率用车道和收不同的通行费。
解决区别机动车车道的先前努力在于在公路中埋入传感器，这种传感器检测车辆的存在，应用在空间范围内有很强局限性的低频RF信号与车辆通信，并提供车道识别。这种系统有要求将公路破开以便安装询问器天线的缺点。
这里揭示一种用于识别目标和测定目标位置的方法。该方法包括步骤为：将第一定向天线对准第一区域;将一第二定向天线对准第二区域;从第一定向天线发射第一场强脉冲;从第二定向天线发送第二场强脉冲;且在一发送-应答器中将第一场强脉冲与第二场强脉冲进行比较以确定该发送-应答器位于这两个区域中的哪个区域中。
在本发明的较佳实施例中，该方法涉及能区别机动车车道的自动车辆识别（AVI）系统。在应用识别车辆的RF数据链路的自动收费亭系统中，有必要测定某车辆正在两相邻车道中的哪一车道上运行。可接收来自询问器或读出器的发射机的询问信号的并通过后向散射调制连续输入波来回答该询问单元的终端或发送-应答器设置在该车辆中。然后，该询问器的接收机对该后向散射已调信号进行译码并将包含在该信号中的信息转播给一控制电路，该电路可将该信息存入一存储器中。连续波信号的后向散射调制的原理类似于根据反射光发送佩带者数据的LCD手表的原理。该较佳实施例允许每个发送一应答器通过比较每个车道的询问信号的场强来确定它的车道位置。通过比较场强，能提供车道分界的有效识别。然后，每个发送-应答器能由一个与每个车道关联的询问器对其进行轮询。这里将进一步描述比较有关的询问信号场强的方法的细节。
附图中：
图1为自动车辆识别系统的较佳实施例的电路框图。
图2为自动车辆识别系统较佳实施例的典型安装的侧视图;
图3是两相邻车道应用较佳实施例的自动车辆识别系统的顶视图，并给出叫醒猝发脉冲和下行链路信息的定时序列的概况;
图4为表明询问器和发送-应答器电路框图的自动车辆识别系统较佳实施例的电路框图;
图5为较佳实施例的询问器的更详细的电路框图;
图6为询问器天线场强三维分布式样的概况;
图7为较佳实施例的询问器天线的某一平面上的电场分布式样图。
除非另有标示，不同附图中的相同数字和符号表示相同部分。
图1显示了较佳实施例AVI系统10的方框图。该系统包括一询问器12、一发送-应答器14，且最好包括一个收费区（Plaza）计算机16。对每条车道最好提供一个询问器12，该车道中将保持一个RF数据链路。除了内部电参数可以或不可以相同之外，所有询问器12是相同的。这些内部电参数包括：询问器的车道位置、控制参数，和基准频率。该申请中询问器12的任务是：触发或激活一个发送-应答器14;轮流查询该发送-应答器的特定信息，和向该发送-应答器确认已发生了有效数据的交换。如图2所示，该询问器12有一个最好为开缝波导架空天线18的天线18，且该天线18安装在公路上面约30呎处。该天线18最好具有圆极化，但由于存在其他多种优点也促使我们作出包括线极化和椭圆极化的另外选择。询问器的电路20用合适的电缆如RF同轴电缆22连到天线18。询问器12通过对发送-应答器14发送通/断键控调制信号以无线方式与其通信。然后询问器12将连续波RF信号发送给发送-应答器14，该发送-应答器14可用如在Koelle等人申请的美国专利No.4，739，328中描述的反向散射调制连续波信号来回答询问器12。这里将会进一步描述询问器12和发送-应答器14之间通信的细节。询问器12和收费（Plaza）计算机16之间的连接24，如图1所示，可以用RS232或RS422连接，或用计算机互连技术中的众所周知方式连接。
图1的询问器12安装成两个模块：电路模块20和天线18。如图5所示，电路模块20包含发射机52和接收机54和控制电路56。模块20可设计在受控环境中工作，并使用适当的加热和强迫空气冷却使之不违反可能遇到的温度极限。天线模块18通常由天线和可能需要的任何适当的控制电路组成。天线18和电路模块20之间的互连由低损耗的RF互连22组成，该互连22通常为一根同轴电缆和一根能供给电源和控制信号信息的多导体电缆。天线18最好是防气候影响的，但它不是温控型的。
图2显示了常用的AVI系统10安装的侧视图。该图中，一车辆26运行在机动车道上并趋近询问器12。一发送-应答器14位于车辆26上面或里面。该发送-应答器14最好安装于车辆的前窗。在某些应用中如在超大型的车辆中，也可适当考虑安装在其他地方。如该图中所示，载有发送-应答器14的车辆26趋近于收费区的询问器12。本文将会讨论发送-应答器14和询问器12之间的通讯情况的细节。该系统的组成也要更详细地加以讨论。
图3是一个包含两车道的AVI系统10的顶视图。为了说明问题仅用两条车道来表示，对本领域中的普通技术人员来说该系统能用于多车道是显而易见的。图4提供了AVI系统10的主要组成的框图。参看图4并结合图2和图3，我们首先来描述较佳实施例的发送-应答器14。AVI系统10能区分机动车道并有定向天线，每个天线18对准对应的机动车道28a、28b。一辆车26或几辆车可运行在每条车道上，每个车辆载有一远程发送-应答器14。每个发送-应答器14最好包括：一天线30，一场强检测器32，一场强比较器34，一场强解调器36，一发送-应答器控制电路38，一反向散射调制器40，和一受调反射器41。
进一步参看图3和图4，发送-应答器天线30接收来自询问器12的RF发送信号，场强检测器32将由发送-应答器天线30提供的信号在其超过一阈值情况下，转变为激活发送-应答器14的电压。按照一实施例，用于激活的阈值为500mv/m2±0.8dB，然而，可以预料在保持更宽的激活阈值情况下也能完成系统设计。激活最好在接收到这一信号之后迅速发生以便使可用于通信的时间最长。然后场强比较器34将从第一定向天线18所接收到的第一场强脉冲44与从第二定向天线18接收到的第二场强脉冲46进行比较。然后将这种场强比较的结果转送给控制电路38，因此发送-应答器14仅仅对来自一适当的询问器12（即，与发送-应答器14正在运行其中的车道相关连的询问器）的信息作出回答。然后场强解调器36对来自适当的询问器12的下行链路信息进行解调（在该较佳实施例中是解调的振幅）。控制电路38接收已解调的下行链路信息，然后采取适当的行动或将信息存入存贮器48。随控制电路38的方向，反向散射调制器40接着工作以便反向散射调制由询问器12发出的一连续波信号，经过受调反射器产生一上行链路信息。存贮器48最好这样设定，即控制电路38能对其进行存取以便将数据提供给反向散射调制器40用于发送。在所描述的实施例中，存贮器48是一种非易失性读/写存储器，它具有至少2K字节的容量，然而，可以预料易失性存储器和只读存储器（ROM）也能应用，且少于2K容量的存储器也能在AVI系统10中或其它系统中运行。
发送-应答器控制电路38一般是专用集成电路（ASIC），该电路处理从发射机接收到的下行链路信息并将必须回答的数据格式化。然后它向发送-应答器调制器40提供固定格式化的回答数据流。这种ASIC或控制电路38可以是使用固定格式的简单的数字系统，可以是能够把一些选择项综合在一起的更通用的数字处理系统。对于ASIC来说，可以包括许多选择项以完成如、数据存贮，数据交换履历，和电池容量警告等操作，当然也不仅限于这些。图中所述的发送-应答器调制器40接受来自控制电路38的数据流并按控制方式调制受调反射器41的反射率或雷达横截面（RCS）。通过最好在四分之一和二分之一载波波长之间改变其视在波长来调制受调反射器41。当受调反射器41的视在波长为1/2λ时，那么天线30应该反射入射载频能量的大部分。当受调反射器41有一个1/4λ视在波长时，它将几乎不反射入射载频。正如本领域中众所周知，通过连接或分离两个1/4λ的导体棒就能构成在1/2λ和1/4λ之间的天线开关。对于所描述的实施例，RCS的变化最好在45cm2和100cm2之间。通过按照特定格式改变RCS，数据从发送-应答器14发送给询问器12。受调反射器41也接收RF信号并将这些RF信号发送给激励器和接收机。发送-应答器电路部件通常自身包含在一个完全可携带的小的付账卡大小的部件上。最好使用一个内部电池将工作电源提供给发送-应答器14。另一种方法是发送-应答器14可直接从RF信号获得它的工作电源。虽然受调反射体作为与发送-应答器天线30分开的构件进行描述，但是两构件可被集装进一个单一的综合天线31中。
上面已对发送-应答器14的组成进行了描述，现在将进一步参照图4并结合图3来描述询问器12的较佳实施例。询问器12位于收费区。该系统包括一个共用的基准振荡器50，它在其输出端51产生一个基准载波，用于询问器12的同步。每个询问器12有一个定向天线18和一个发射叫醒猝发脉冲42的发射机52，该猝发脉冲42在预选的距离上具有足够的场强来触发与询问器12关联的机动车车道28a、28b中的装在车辆26中的发送-应答器14。然后询问器12发送一下行链路信息给远程发送-应答器14，该下行链路信息最好用开-关键控进行发送。在发完的下行链路信息后，发射机52再发送一个照射到发送-应答器14上的连续波信号，所以发送-应答器14可以反向散射调制该连续波照射信号来产生上行链路信息。询问器12还包含：用于接收上述链路信息并将该上行链路信息与寄生的无调制反射信号分离的接收机54。询问器发射机52和接收机54按照控制电路56的控制运行。控制电路56控制发射机52发送叫醒猝发脉冲42，随后发送下行链路信息。
为了区分特定的车道，第一询问器12a发送具有第一场强间歇45的第一下行链路信息，在该间歇45其间不发送RF能量，而相邻车道中的第二询问器12b从那时发送一个具有第二场强间歇47的第二下行链路信息。在每个间歇45、47期间，另一相对的询问器12发送一个脉冲44、46。用这种方式在与每个询问器12a、12b关联的车道28a、28b之中一条车道上随车辆26一起运行的发送-应答器14，通过比较在第一和第二场强间歇45、47期间所接收到的脉冲44、46的幅值，能确定该车辆运行在两车道28a、28b的哪个车道中。该控制电路56仍进一步控制发射机52在跟随下行链路信息之后发送连续波照射信号并同时控制接收机54接收上行链路信息。
上面已较详细地描述了发送-应答器14的的主要构成部分，现在将参照图5更详细地说明询问器12的电路组件20。电路20包含一可发送信号给天线18的发射机52。通常发射机52经主机连接24接收来自收费区计算机16的信号。在发送-应答器回答期间，发射机52用恒定的RF信号照射发送-应答器14，然后发送-应答器14用回答数据反向散射调制该恒定的RF信号。接收机54检测由发送-应答器14反向散射调制的反射能量，并且将已调信号与无调制的反射分离开。这里显示的与发射机52和接收机54电气连通的天线18是一种具有精确形状图形的定向天线18，它用于在收费区和车辆26之间交换数据期间照射每个车道部分。在所描述的实施例中，一单个天线18用于下行链路信息和上行链路信息两者。天线18通常架空安装且其所设地点确保询问器12和无论位置怎样变化的发送-应答器14之间具有不变的链路。图中也显示了用于与收费区计算机16通信的控制电路或主计算机接口56，计算机16控制一单独收费区中的所有询问器12。在询问器12和收费区计算机16之间的计算机接口56经主机连接24接受来自收费区计算机16的信息并将这种数据格式化通过发射机52发送给车辆26。计算机接口56利用接收机54也对来自发送-应答器14的回答数据进行译码并将这种回答数据供给收费区计算机16。通常，除了天线18外，询问器的部件放置在一个防止天气影响、具有温控的环境中。天线18防止天气影响并设计得能工作在其环境中预期的温度限度之上。
对于多车道最好每个车道设一个询问器12。对收费区的所有询问器在频率、功率输出和天线方向图等方面进行配合调整以防止复盖区域的重叠和相邻车道之间的干扰。在每个或相邻询问器12中通常使用不同的载频，然而，一个共用的载频可用于所有询问器12中。
如图5所示，发射机52部分的调制器58接收来自控制电路56的数据并提供一已调输出用于天线18发送信息给发送-应答器14。图5中还显示了一个时钟倍频器60，它用来将从基准振荡器50的输出端51所接收到的基准载波变换到一个高度稳定的一般为915MHz的信通频率。为了防止基准载波上的有害负载作用，设置了缓冲器62。位于所需载频外面的寄生信号可由带通滤波器滤掉。
在所描述的实施例中，一功率放大器64用来将已调载波放大到约200mW，然而可看到，根据特定应用的需要，能使用放大器64的相当宽范围的功率输出，放大器64的输出可用本领域中普通技术人员周知的电路来加以保护，使输出和天线18之间的不确定的驻波比（SWR）不会产生危害。放大器64最好位于询问器12的温度控制环境中。然而，作为另一种方式，为了使发射机52和天线18之间的发射损失减至最小，放大器64可位于天线18里面。
询问器12的接收机54检测来自发送-应答器14的反向散射已调返回信号。该返回信号的幅值和相位将完全取决于从若干个信号源产生的反射量。不希望有的返回信号源包括如下：同一车道中各车辆26作为询问器12产生波束占有或无波束占有的未调制的返回;相邻车道28a、28b中的车辆26产生的未调制和反向散射调制的返回;未知成份的固定障碍物产生的未调制返回;和在照射发送-应答器14期间从发射机52至接收机54的泄漏。这种返回用带通滤波器66i、66q和限制器68i、68q进行适当的滤波和限制对其进行处理。
各信号可使用零拍I/Q方式从已调返回信号中提取。为了这种应用，从激励发射机52的同一倍频器60提供一本地振荡器信号70（L.O.）。该信号分成有相差90°的两路输出。通过使用缓冲器72和一个90°移相器74。通过将I/Q时钟加给用所接收的信号的半功率部分与这些信号相混频的两混频器76i、76q来产生“I”和“Q”信号。在其它信号之中，接收机54将接收915MHz的载波泄漏信号和915MHz的目标反射。因为这些所接收到的信号的入射相位不知道，所以I/Q方法必须被用来将所需的、相干的信号从许多具有未知相位和幅值的反射和泄漏信号中分离出来。反相散射已调返回信号中的信息包含在同步的AM边带上，因此，本地振荡器70的频率必须与原有的反向散射载波相位同步。由于这些信号的相位是未知的，所以要对入射相位的所有组合提供I/Q解调。从混频器76i、76q出发，“I”和“Q”信号在进入I/Q数字FSK解调器80重建之前要通过缓冲器78i、78q、带通滤波器66i、66q、和限制器68i、68q。从有噪声的环境中提取一基带相干信号的I/Q方法是该技术领域中众所周知的，作为举例，它描述在由Ferrel Stremler所著第二版“通信系统导论”一书中第254-267页上。来自天线18的入射信号首先经环形器82加给混频器76i、76q，该环形器82对来自发射机52的辐射信号和传递给接收机54的接收信号而言使得至天线18的连接完全呈双工工作状态。然后该信号最好通过一带通滤器84并使用一个3dB的耦合器86在I/Q混频器之间被分开。然后来自这些混频器的信号在进入I/Q数字FSK解码器80重建之前一般通过一缓冲器、一带通滤波器、和一限制器。所需要的基带信号最好是一种频移键控（FSK）信号，该信号，例如使用一600KHz信号作为空号（或“O”），而用一1200KHz信号作为传号（或“1”），并具有300KHz的比特率。包含在发送-应答器14的信息现在已叠加到来自发射机52的照射信号上，并由询问器12的接收机54检测，并被送到包含译码和解调电路80的控制电路56。
最后是每条车道设一个询问器12，在每条车道中将保持一个数据链路。除了像车道位置那样的位置可编程的内部电参数或其它控制参数外，所有询问器12都是相同的并用一个公共基准振荡器50对它们进行协调配置。
图6a和图6b显示了较佳实施例的天线18的天线几何图形。如前面所述，这种天线18最好是一种定向的开缝波导天线18。如图6所示，天线18最好有一个陡峭形状因子以便当天线图接近邻接车道时迅速衰耗。天线18如图6a中所示在垂直平面中一般具有50度的波束宽度（3dB），而在水平面中如图6b所示一般具有20度的波束宽度（3dB）。水平波束宽度被设置得刚好与公路宽度一致。在所描述的实施例中，开缝波导天线18约12英尺宽，如先前所述具有圆极化。然而可用线极化。另外，椭圆或线极化在某些环境中也可有某些优点。
图7显示了所描述实施例天线的单侧天线场强图。该实施例的天线18使用一特别加权的开口，该开口形成的场强以更陡的速率滚降。这使得车道边界限定得更清晰。
下面的专用表格包含本专利申请中使用的术语，包括某些可替换和较佳的术语。其它未列入该专用表格中的术语也可应用。
表格
图中标号 一般术语 较佳或专用术语 可替换的术语
10 车辆识别系统 自动车辆别系统 AVI系统
12，12a，12b 读出器 询问器
14 发送－应答器 发送－应答器 应答机，终端
16 主计算机 收费区计算机 收费亭计算机
18 天线 定向天线 询问器天线
20 电路模块 询问器电路模块
22 互连 RF互连 RF同轴电缆同轴电缆
图中标号 一般术语 较佳或专用术语 可替换的术语
24 连接 主机连接 RS232连接，RS422连接
26 车辆 机动车辆 汽车
28a,28b 车道 机动车道
30 天线 发送－应答器天线 终端天线，应答器天线
31 综合天线 综合发送－应答器天线 综合发送－应答器反射器／天线
32 检测器 场强检测器
34 比较器 场强比较器
36 解调器 场强解调器
38 控制电路 发送－应答器控制电路
40 调制器 反向散射调制器 发送－应答器调制器
41 反射器 受调反射器
42 叫醒猝发脉冲 叫醒猝发脉冲 激活信号
44 场强脉冲 第一场强脉冲
45 场强间歇 第一场强间歇
46 场强脉冲 第二场强脉冲
47 场强间歇 第二场强间歇
48 存储器 发送－应答器存储器
50 基准振荡器 公用基准振荡器 基准产生器
图中标号 一般术语 较佳或专用术语 可替换的术语
51 输出 基准振荡器的输出
52 发射机 发射机 照射器，发射器模块
54 接收器 接收器 接收器模块解调器
56 控制电路 接口电路
58 调制器
60 时钟倍频器
62 缓冲器 时钟缓冲器
64 放大器 功率放大器
66i,66q 滤波器 带通滤波器
68i,68q 限制器 限制器 限制放大器
72 信号分裂器 缓冲器
74 移相器 90°移相器
76i,76q 混频器
78i,78q 缓冲器
80 解码器 数字FSK解码器
82 环形器
84 缓冲器
86 信号分裂器 3dB耦合器
88 处理电路
上面已详细描述了几个较佳实施例。可以理解本发明的范围也包括与已描述的那些不同的，然而在权利要求书范围内的实施例。
例如，显示装置可为阴极射线管或其它光栅扫描器件、液晶显示、或等离子显示器。
某些文章中的“微机”是指微机要求有一个存储贮器而“微处理器”则不要求。这里的“用途（usage）”在于这些术语也可为同义和涉及等效事物。短语“处理电路”或“控制电路”包含ASICs（专用集成电路）、PAL（可编程阵列逻辑、PLAs（可编程逻辑阵列）、译码器、存储器、非软件建立的处理器，或其它电路，或包含任何结构的微处理器和微计算机的数字计算机，或它们的组合。存储器器件包括SRAM（静态随机存取存储器）、DRAM（动态随机存取存储器）、伪静态RAM、锁存器、EEPROM（电可擦可编程只读存储器）、EPROM（可擦可编程只读存贮器）、寄存器、或本领域中熟知的任何其它存储器器件。包括这词在考虑本发明范围时解释为非穷举性的。
频移键控（FSK）调制理解为一种可能的数据调制方案，及脉冲-间歇调制、幅移键控（ASK）、正交AM（QAM）调制、正交移相键控（QPSK），或任何其它的调制。不同类型的多路复用如时间或频率调制可有效避免交叉干扰。调制可以用反向-散射调制、载波的有源调制，或其它方法的调制。分立元件或在硅、砷化镓、或其它电子材料族中的全集成电路，以及以光学建立或其它技术建立的形式和实施例可用来实现这里描述的电路。应当理解，本发明的各实施例能使用或用硬件、软件或微编码固件来实现。
应当认为仪器可用分立件或在硅、砷化镓、或其它电子材料族上的全集成电路、以及用光学建立或其它技术建立的形式和实施例来构成。应当理解，本发明的各实施例能使用硬件、软件或微编码固件或用它们来实现。
虽然参照图示实施例对本发明进行了描述，但这种说明不能作为其实质含义的限定。对图示实施例及本发明的其它实施例做种种修改和组合对本技术领域中的技术人员而言，在参考这种描述后是显而易见的。因此，用所附权利要求书来包括任何这类修改或实施例。

Claims (11)

1、一种能区分机动车车道的自动车辆识别系统，该系统包含：
a)对准第一机动车车道的第一定向天线；
b)与所述第一定向天线电气连通的第一询问器单元，所述询问器单元能发送第一下行链路信息给所述第一定向天线，并从该天线接收第一上行链路信息；
c)对准第二机动车车道的第二定向天线；
d)与所述第二定向天线电气连通的第二询问器单元，所述询问器单元能发送第二下行链路信息给所述第二定向天线，并从该天线接收第二上行链路信息；
e)一安装在所述机动车车道之一中的车辆上的远程发送-应答器，述发送-应答器具有能接收RF发送信号的一发送-应答器天线并具有一场强比较器，该比较器能接收来自所述发送-应答器天线的信号并将从所述第一定向天线接收到的第一场强脉冲与从所述第二定向天线接收到的第二场强脉冲进行比较。
2、如权利要求1所述系统，其特征在于，它可进一步包含一收费区，且所述第一和第二询问器单元和所述第一和第二定向天线设于其中，所述收费区进一步包含一产生基准载波的基准振荡器，所述基准载波被所述第一和第二询问器单元所接收，这样，协调了所述第一和第二询问器单元间的频率关系。
3、如权利要求1所述系统，其特征在于，其中所述发送-应答器进一步包含一场强检测器，该检测器将由所述定向天线之一所提供的信号变换为电压，并当其超过一阈值时激活所述发送-应答器。
4、如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述发送-应答器进一步包含一场强解调器，该解调器对所述下行链路信息之一进行解调。
5、如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述发送-应答器进一步包含一控制电路、一受调反射器和一反向散射调制器，它们之间互相电气连接，所述控制电路能控制所述调制器和所述反射器从而将信息反向散射调制到所述连续波照射信号上，因此产生一上行链路信息。
6、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一询问器单元进一步包含一电气上介于所述第一定向天线和所述第一控制电路之间的第一接收机，所述接收机能接收所述上行链路信息并将其送给所述第一控制电路。
7、如权利要求5所述的系统，其特征在于，其中所述受调反射器和所述发送-应答器天线是一种综合的发送-应答器天线。
8、一种能区分机动车车道的自动车辆识别系统，该系统包含：
a）对准第一机动车车道的第一定向天线;
b）对准第二机动车车道的第二定向天线;
c）设在所述第一车道中的第一车辆上的第一远程发送-应答器，所述发送-应答器包含：一能接收RF发送信号的第一发送-应答器天线;一第一场强检测器，它将由所述第一发送-应答器天线所提供的信号转换为一电压，当其超过一阈值时激活所述第一发送-应答器;一第一场强比较器，它将由所述第一发送-应答器天线接收到的来自所述第一定向天线的第一场强脉冲与由所述第一发送-应答器天线接收到的来自所述第二定向天线的第二场强脉冲进行比较;一第一场强解调器，它能从所述第一发送-应答器天线提供的信号中解调一幅度调制的第一下行链路信息;一第一发送-应答器控制电路，它接收来自所述第一场强解调器的所述第一解调下行链路信息和来自所述第一场强比较器的信号，以表明第一车辆正在第一车道中还是在第二车道中运行;和一第一反向散射调制器，它在所述第一发送一应答器控制电路接收到所述第一下行链路信息后，对加给所述第一发送-应答器的第一连续波信号进行反向散射调制以产生第一上行链路信息，所述第一反向散射调制器在所述第一发送-应答器控制电路的控制下工作;
d）设在所述第二车道中的第二车辆上的第二远程发送-应答器，所述发送-应答器包含：一能接收RF发送信号的第二发送-应答器天线;一第二场强检测器，它将由所述第二发送-应答器天线所提供的信号转换为一电压，当其超过一阈值时激活所述第二发送-应答器;一第二场强比较器，它将由所述第二发送-应答器天线接收到的来自所述第一定向天线的第一场强脉冲与由所述第二发送-应答器天线接收到的来自所述第二定向天线的第二场强脉冲进行比较;一第二场强解调器，它能从所述第二发送-应答器天线提供的信号中解调-幅度调制的第二下行链路信息;一第二发送-应答器控制电路，它接收来自所述第二场强解调器的所述第二解调下行链路信息和来自所述第二场强比较器的信号，以表明第二车辆正在第一车道中还是在第二车道中运行;和一第二反向散射调制器，它在所述第二发送-应答器控制电路接收所述第二下行链路信息后，对加给所述第二发送-应答器天线的第二连续波信号进行反向散射调制以产生第二上行链路信息，所述第二反向散射调制器在所述第二发送-应答器控制电路的控制下工作;和
e）一收费区包含：
ⅰ）一产生基准载波的基准振荡器;
ⅱ）与所述第一定向天线和与所述基准振荡器电气连通的第一询问器单元，所述第一询问器单元有：
（1）发送第一叫醒猝发脉冲的第一发射机，该叫醒猝脉冲在第一预选距离上具有足够的场强以便触发所述第一场强检测器激活所述第一发送-应答器，所述第一发射机发射一下行链路信息给所述第一远程发送-应答器，所述下行链路信息用开-关键控进行发射，且所述发射机进一步发射第一连续波照射信号到所述第一发送-应答器，以致所述第一发送-应答器可以反向散射调制所述第一连续波照射信号以产生所述第一上行链路信息，
（2）第一接收机，它接收所述第一上行链路信息并将所述第一上行链路信息从寄生的无调制的反射中分离出来，和
（3）控制所述第一发射机和所述第一接收机的第一控制电路，所述第一控制电路能控制所述第一发射机发送所述第一叫醒猝发脉冲，随后发送所述第一下行链路信息，所述下行链路信息具有包括第一场强脉冲的RF能量发送时间和包括第一场强间歇的在其间无RF能量发送的时间，且所述第一控制电路还进一步控制所述第一发射机随所述第一下行链路信息之后发送所述第一连续波照射信号并与所述第一连续波照射信号同时去控制所述第一接收机接收所述第一上行链路信息;和
ⅲ）与所述第二定向天线和与所述基准振荡器电气连通的第二询问器单元，所述第二询问器单元用所述基准振荡器与所述第一询问器单元协调配合，且所述第二询问器单元有：
（1）发送第二叫醒猝发脉冲的第二发射机，该叫醒猝发脉冲在第二预选距离上具有足够的场强以便触发所述第二场强检测器去激活所述第二发送-应答器，所述第二发射机发射一下行链路信息给所述第二远程发送-应答器，所述下行链路信息用开-关键控进行发射，且所述发射机进一步发射第二连续波照射信号到所述第二发送-应答器，以致所述第二发送-应答器可以反向散射调制所述第二连续波照射信号以产生所述第二上行链路信息，
（2）第二接收机，它接收所述第二上行链路信息并将所述第二上行链路信息从寄生的无调制的反射中分离出来，和
（3）控制所述第二发射机和所述第二接收机的第二控制电路，所述第二控制电路能控制所述第二发射机发送所述第二叫醒猝发脉冲，随后发送所述第二下行链路信息，所述下行链路信息具有包括第二场强脉冲的RF能量发送时间和包括第二场强间歇的在其间无RF能量发送的时间，且所述第二控制电路还进一步控制所述第二发射机随所述第二下行链路信息之后发送所述第二连续波照射信号并与所述第二连续波照射信号同时去控制所述第二接收机接收所述第二上行链路信息。
9、一种识别一目标和测定该目标位于至少两区域中的哪一区域的方法，该方法包含：
a）将第一定向天线对准第一区域;
b）将第二定向天线对准第二区域;
c）通过与所述第一定向天线电气连通的第一询问器发送第一场强脉冲;
d）通过与所述第二定向天线电气连通的第二询问器发送第二场强脉冲;
e）在一发送-应答器中，将从所述第一定向天线接收到的第一场强脉冲与从所述第二定向天线接收到的第二场强脉冲进行比较，由此该发送-应答器能够通过所接收的第一和第二场强脉冲的相对幅值来确定该发送-应答器处于两区域中的哪一个中。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，它进一步可包含由所述发送-应答器把来自所述第一询问器单元的下行链路信息与来自所述第二询问器单元的下行链路信息区分开来的步骤。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，它可进一步包含步骤：通过所述发送-应答器用一上行链路信息去回答与定向天线相联的询问器单元，该定向天线对准该发送-应答器所处的区域。
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