CN1279173A

CN1279173A - 公路天线设备

Info

Publication number: CN1279173A
Application number: CN00119301.5A
Authority: CN
Inventors: 寺嶋正纪; 平野喜照; 竹本诚; 乾明洋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2001-01-10
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: US20020101371A1; US6657554B1; EP1065629A2; CN1249633C; US20020097179A1; US6646590B2; EP1065629A3; US20020101372A1; US6801154B2; EP1065629B1; CN1671066A; CN1670771A; CN100547948C; US20020080060A1; US6650278B2; DE60032675T2; US20040067787A1; DE60032675D1; EP1550985A1; EP1548650A2

Abstract

一种公路天线设备,包括一公路天线,装在一立柱上并在一条公路上的一高架位置处,并且建立与一装在正行驶在公路上的一车辆中的车载无线电装置的无线电通讯;以及一激光光束发射装置,装在公路天线上并照射一激光光束到公路表面上的一预定位置上面;一公路天线安装角度的偏移,根据公路表面上一预定位置与公路表面上一激光光束实际照射在上面的某一位置之间的距离,是可以容易查明的。

Description

公路天线设备

本发明涉及一种公路天线，与一电气通行费收集(ETC)系统一起使用，此系统可以自动地通过无线电通讯收集通行费而不牵涉暂时停下一部正在通过一收税路的收费大门的行驶中的车辆。

本发明还涉及一种发射器、一种接收器、一种无线电系统，以及一种设定通讯区域的方法，它们全都适用于窄带通讯，诸如由一种收税路电气通行费收集系统(此后简称作一“ETC”系统)实施的通讯，而且它可以控制一建立在一蜂窝台与一移动台之间的无线电发射的输出。

其次，本发明涉及一种行驶速度保障系统，可确定一车辆是否正在超过设定在一收税路或一普通道路上的车辆速度限度而行驶，并向正在超过此速度限度而行驶中的车辆的驾车人发出一项通知，以及与此系统一起使用的天线。

一行驶中的车辆通常一直被要求在一收税路的一收费大门处暂时停下，并从一官员那里收取一高速公路通行票或向他缴付通行费，因而大大地促成交通拥堵。针对这样一种干扰，一直企图把一种电气通行费收集(ETC)系统作为一种可免除必需暂时停车的不停车收费大门系统而付诸实用。

图27表明一计划付诸实用的实例ETC系统。在此图纸中，一车辆1配备一车载无线电装置2。一公路天线4装在一立柱3上并在一条公路R上方的某一位置处。无线电通讯建立在车载无线电装置2与公路天线4之间。一车辆传感器5设置在公路R的两侧，用于以光学方式检测车辆1的通行。

天线4建立了与装在一正在通过立柱3的车辆1之内的车载无线电装置的无线电通讯，以便从而通过使用无线电装置2来逐一登记车辆1的拥有人。比如，用于逐一登记车辆1拥有人的ID信息被写入车载无线电装置2。

每当车辆1通过立柱3时，通行费和用于逐一登记车辆1拥有人的信息均被写入天线4的一贮存区域。通行费和车辆拥有人ID信息，当车辆1通过立柱1时已经取得，通过天线4被传送到一未图示的中心。此未图示的中心综合各通行费并在每月基础上从一直通过立柱3的车辆1拥有人那里收集这些通行费。

在此系统中，在一设置在一收税公路上的车辆检测器5已经检测出车辆1的通行之后，有关一项通行费的无线电通讯建立在天线4与车载无线电装置2之间。因此，通行费的收集顺利实现而不牵涉暂时停下一行驶中的车辆。

在设计ETC系统方面，规定了建立在车载无线电装置2与公路天线4之间的无线电通讯的一个覆盖区域。图28是一平面视图，表明一实例覆盖区域。一带阴影的通讯区域F1是一个范围，在其内可以建立车载无线电装置2与公路天线4之间的无线电通讯。余留区域，亦即一非反应区域F2，是一个范围，在其中不允许无线电通讯。

公路天线4的一电场水平主要可确定无线电通讯是否是可行的。在一种其中公路天线4的电场大于一预定水平的情况下，车载无线电装置2可以执行一接收操作，从而使无线电通讯成为可能。相反，在一种其中公路天线4的电场小于一预定的非反应水平的情况下，车载无线电装置不能执行一接收操作。因此，车载无线电装置2在其中不能建立无线电通讯的区域取作一非反应区域。

在前述情况下，公路天线4具有一鲜明的方向图型，而公路天线4在立柱3上的安装角度大大地影响电场的分布。图29表明装在立柱3上的一实例公路天线4。图40表明在高出公路R1米的某一位置处和相对于车辆行驶所在方向的接收电场的实例分布。

一如图30之中所示，一电场水平L1表明一可通讯的门槛水平，而一电场水平L2表明一非反应门槛水平。从图10中可以理解，通讯区域F1和非反应区域F2，示于图28之中，均参照这些门槛水平予以具体化。

图31表明在一种其中只是改变公路天线4的安装角度并示于图29的情况下生成的一电场的实例分布。在此情况下，示于图28之中的预定通讯区域F1不被确保，而接收功率-大于可通讯的门槛值水平L1，而且车载无线电装置2可以以此实施一接收操作-存在于非反应区域F2之中，这样ETC系统有可能发生失灵。

比如，一如图32之中所示，在一种其中一不具有车载无线电装置的车辆1A和一具有车载无线电装置的车辆1B均通过ETC系统而车辆1B紧随在车辆1A后面的情况下，各车辆传感器5会检测出车辆1A。不过，无线电通讯建立在公路天线4与车辆1B的车载无线电装置2之间。结果，ETC会出发失灵，从而允许车辆1A通过而不缴费。

为了防止故障，用于事先查明公路天线4的安装角度(此后简称作“安装角度”)的装置则成必需。在装设公路天线4时，直立高度为5米或以上的立柱3通过利用一挖斗车辆或一类似车辆予以装定。在装设公路天线4之后，公路天线4的安装角度θ不能容易地查明。不过，一般认为，装设之后公路天线4的安装角度θ可以因一阵风吹或一次地震而予以改变。

图33是一平面视图，表明一实例覆盖区域。一如图33之中所示，在设计ETC系统方面，规定了一个建立在车载无线电装置2与公路天线4之间的无线电通讯覆盖区域。一通讯区域F1是一个范围，其中无线电通讯可以建立在车载无线电装置2与公路天线4之间。余留的区域是一个范围，其中无线电通讯不被允许。

在前述ETC系统中，通讯区域F1必须借助于公路天线4的指向性予以覆盖。不过，公路天线4的发射功率由于环境或长期变化而变化，通讯区域F1的范围也随之变化，从而导致某一系统故障。其次，取决于公路天线4安装角度的变动，通讯区域F1大为改变，从而干扰了一部行驶在一相邻车道上的车辆所建立的无线电通讯。

图34表明一共用的发射电路50。在图34中，参照编号51表示一无线电部分；52表示一水平控制衰减器；以及53表示一天线。

发射电路50用于比如一ETC系统。按照此系统，一窄带通讯区域形成在设置在一收税路两侧上的两无线电装置之间的空间之内。无线电通讯通过使用一预定频率(比如一5．8GHz的频带)无线电波建立在一行驶中的车辆与公路无线电装置之间，以便从而收集由于使用收税路的通行费。

图35表明一天线，设置在一ETC系统的收费大门处。在图35中，参照编号61表示一公路天线；62表示一安全岛；63表示一车道；以及64表示一通讯区域。比如，一部正行驶在比如一车道63a上的车辆，只在一通讯区域64a之内与一公路天线61a建立通讯。

在防止一用在一相邻车道上的无线电波中有机会出现干扰，或者防止与行驶在同一车道上感兴趣的车辆之前或之后的另一部车辆的错误通讯方面，通讯区域64的范围最好是保持恒定。为此原因，从示于图34之中的天线53输出的一发射e．i．r．p值必须被设定到一预定数值。

不过，在发射电路50的各构件器件方面会出现一些变异，亦即无线电部分51的发射输出或天线53的天线增益。为了免除这些变异，各个构成器件必须通过使用水平控制衰减器52予以调节。

公路天线具有一方向图型，诸如示于图36之中者，而公路天线的通讯区域则因天线的安装角度而异。因此，此角度必须予以调节以确保一所需的通讯区域。为每一角度测定接收场强是需要大量人力的。

其次，ETC系统必须确保高度可靠的通讯。为此目的，一个其中无线电通讯应当建立的通讯区域和一个其中不应当建立任何通讯区域的非反应区域，必须按照系统设计规范而予以具体化。因此，这种规范通常是通过赋予公路天线以鲜明的方向图型而实现的。

不过，从公路天线或车载无线电装置发出的无线电波不仅传布到一感兴趣的车道，由于由各车辆或各周围设施引起的一无线电波的多次反射，也还传布到相反的车道。因此，与一部对其不允许收取费用的前来车辆错误地建立了无线电通讯，而且可能对一部前来车辆错误地收取了通行费。

其次，ETC系统可免除在一收费大门处暂时停下一部车辆的必要性。不过，一行驶中的车辆可能以高速通过一收费大门或即使在车辆已经进入一普通道路之后保持以同样速度行驶。因而，车辆变得容易引起交通事故。为了防止交通事故，需要一种行驶速度保障系统，用于测定一部正行驶在采用一ETC系统的公路上的车辆之行驶速度，以便从而实现平稳行驶。

与实际应用一收税路ETC系统相关联，消除了在一收费大门处暂时停下一部车辆的必要性。结果，可以予计，一部行驶中的车辆可以高速通过一收费大门或从一收税路进入一普通道路而未察觉到变更法定速度。

其次，为了避免与一部正行驶在一相邻车道上建立无线电通讯，ETC系统以在由公路天线4形成的一狭窄的通讯区域F1之内的一5．8GHz的频率建立了无线电通讯。

图37A和37B表明公路天线4的方向图型。图37A表明公路天线的一水平方向图型，而图37B表明公路天线4的一垂直方向图型。一如从这些特性曲线明显可见，公路天线4显示的水平和垂直图型是，其中一通讯区域可以形成在一相对于中心-20至+20度的狭窄范围之内。

本发明想要克服背景技术的这样一种缺点并目的在于提供一种公路天线，其中公路天线的安装角度在公路天线已经装在一立柱上之后可以容易查明。

本发明想要克服背景技术的这样一种缺点并目的在于提供一种公路天线，后者可以借助于控制公路天线而防止在通讯区域中出现变化并防止出现系统故障或由行驶在一相邻车道上的一部车辆形成的对无线电通讯的干扰。

本发明想要克服背景技术的这样一种缺点并目的在于提供一种发射器、一接收器、一无线电系统，以及一通讯区域设定方法，这一切能够节省为测定场强所需的劳力并确保一所需的通讯区域。

本发明想要克服背景技术的这样一种缺点并目的在于提供一种公路天线，后者可防止出现与一部行驶在相反车道上的前来车辆的错误通讯。

本发明的目的在于提供一种行驶速度保障系统，向一部超过速度限度而行驶的车辆发出降低速度的警告，以便从而防止一部车辆以超出法定的速度行驶并保障一部车辆在收税路或普通道路上的平稳行驶。

本发明想要克服背景技术的缺点并目的在于提供一种公路天线，即使当一构件位于公路天线上方某一高架位置处时也能形成一狭窄的通讯区域。

按照本发明的第一方面，一公路天线设备包括一公路天线，装在一立柱上和在一条公路上某一高架位置处，并建立了与装在一部正行驶在公路上的车辆之内的一车载无线电装置的无线电通讯；以及一激光光束发射装置，装在公路天线上并照射一激光光束在公路表面上的一预定位置上。公路天线安装角度的某一偏移可以根据公路表面上一预定位置与公路表面上一激光光束实际照射所在的某一位置之间的距离而容易地予以查明。

最好是，符合本发明第一方面的公路天线还包括一激光光束接收装置，装在公路表面上的预定位置上并接收从激光光束发射装置发出的一激光光束，其中公路天线的操作当激光光束接收装置不能接收激光光束时被停止下来。在一种其中激光光束接收装置无法接收从已经在装设公路天线时设置在公路上方一预定高架位置处的激光光束发射装置发出的激光光束的情况下，显然是，公路天线的安装角度已经出现变化。因此，公路天线的操作被停止下来，以便避免一电气通行费收集系统的某种操作故障。

按照本发明的第二方面，一种公路天线设备包括：

一公路天线，设置在公路上方某一高架位置处并与一装在一部行驶在公路上的车辆之内的车载无线电装置建立了无线电通讯；一接收器，设置在公路表面上一预定位置处和一通讯区域之内，可接收从公路天线输出的无线电波，并可输出一正比于无线电波功率的信号；以及一控制器，用于根据从接收器输出的信号来确定公路天线的发射功率，其中控制器可控制公路天线，以便防止公路天线的发射功率超过一预定数值。接收器可检测公路天线的发射功率，以及一正比于如此检测出来的发射功率的信号反馈给控制器，以便从而调节公路天线的发射功率而防止在通讯区域方面出现某一变化。

最好是，一些接收器设置在形成在公路上的通讯区域的各个角落处，而控制器依据从各个接收器输出的各信号来确定公路天线的安装角度，以便从而检测天线角度相对于一预定角度的某一偏移。从各个接收器输出的各信号被反馈给控制器，而控制器根据这些信号检测公路天线的安装角度，以便从而检测相对于公路天线一预先设定的初始角度的某一偏移。

按照本发明的第三方面，本发明提供一种设定通讯区域的方法，包括以下各步骤：当一接收器接收从一发射器发射的一无线电波时，为一接收到的信号的每一帧测定一接收率；在每一帧基础上检测接收率方面的变化，此变化是由从发射器发射的无线电波的、一发射输出方面的某一变化引起的；以及把在检测出一适合于建立发射器与接收器之间一所需通讯区域的接收率时所获得的一发射输出设定到发射器之中。此方法可通过一些简单的作法确保一所需的通讯区域，同时免去为测定场强所需的人力。

按照本发明的第四方面，一无线电系统包括：一发射部分，包括一调制部分，用于生成一调制信号；一增益控制器，用于控制一发射输出；一功率放大部分，用于把一发射信号放大到一所需的水平；一天线；以及一接收部分，包括一天线；一频率转换器，把通过天线接收到的一高频信号转换成一中频；一解调部分，用于解调此中频；一解码部分，用于把一解调过的信号转换成数字数据；以及一接收率检测器，可为一接收到的信号的每一帧检测一接收率。根据由接收部分的接收率检测器在每一帧基础上检测出的接收率，发射部分的增益控制器改变一发射输出。结果，一所需的通讯区域可以设定在发射部分与接收部分之间的空间之内。此时，不需要测定场强。

按照本发明第五方面，本发明提供一种发射器，包括：一调制部分，用于生成一调制信号；一增益控制器，用于控制一发射输出；一功率放大部分，用于把一发射信号放大到一所需水平；以及一天线，其中增益控制器基于当一接收器接收一发射信号时所确定的、每一帧的一接收率而改变发射输出。基于由接收器在每一帧基础上检测出的接收率，发射器的发射输出可以设定到一个所需的通讯区域可以依之实现的数值。

最好是，增益控制器包括一数据设定装置和一电压控制式放大器，并可随意地借助于改变一放大增益而改变一通讯区域。通讯区域可以借助于改变电压控制式放大器的增益而予以改变。

最好是，增益控制器包括一数据设定装置和一电压控制式放大器，并可随意地借助于改变一放大增益而改变一通讯区域。一通讯区域可以借助于改变电压控制式衰减器的衰减量而予以改变。

最好是，天线具有一种借助于从接收率检测器输出的一信号来调节天线设置角度的功能，并可随意地借助于改变角度而改变一通讯区域。改变天线安装角度，以便从而使得可能改变一通讯区域。

按照本发明的第六方面，一接收器包括：一天线，用于接收从一发射器发射出的一种无线电波；一频率转换器，用于把通过天线接收到的一高频信号转换成一中频；一解调部分，用于解调此中频；一解码器，用于把解调过的信号转换成数字数据，以及一接收率检测器，用于为接收到的信号的每一帧检测一接收率，其中一通讯区域可以随意地根据由接收率检测器检测出的每一帧的接收率，借助于改变发射器的一发射输出而予以改变。根据在每一帧基础上获得的一接收率，发射器的一发射输出可以设定得以致实现一所需的接收区域。

按照本发明的第七方面，一公路天线设备包括：一公路天线，设置在一条公路上方的某一高架位置处并建立起与一装在一部行驶在公路上的车辆中的车载装置的无线电通讯；一多普勒信号处理器，基于由于多普勒效应而出现在一反射波频率方面的变化来检测车辆的行驶方向，反射波是当从公路天线发出的一发射波由车辆予以反射时形成的；以及一控制器，用于阻止与一部行驶在与其上受检测车辆正在行驶的车道相反的车道上的车辆建立通讯。一发射波从设置在公路上某一高架位置处的公路天线上发出，而车辆可反射此发射波，以便从而生成一反射波。如此反射过来的波由公路天线予以接收。依照反射波，检测正比于车辆速度而偏移的各多普勒信号，并利用多普勒效应检测车辆的行驶方向。因而，无线电通讯只与一部行驶在感兴趣的一条车道上的车辆建立，而与一部行驶在相反车道上的车辆建立通讯是受到阻止的。

最好是，公路天线包括一反射波提取装置，可接收当从用于建立无线电通讯和收集通行费的公路天线发出的发射波由车辆反射时生成的反射波以及一从车载装置发出的接收波，以便从而提取只是反射波。通过利用当发射到用于建立无线电通讯和收集通行费的车载装置的一发射波由车辆反射时生成的一反射波，行驶中的车辆的行驶方向由多普勒效应予以检测，从而阻止与行驶在相反车道上的车辆建立通讯。

按照本发明的第八方面，一行驶速度保障系统包括：一车载无线电装置，有待装在一行驶中的车辆之内；一天线，建立起与此车辆的无线电通讯并有待装在一条公路上方某一位置上；以及一确定装置，设置在天线之内并根据车辆的行驶速度和对应于一反射波的信号来确定车辆的行驶速度是否适于一规定在一条公路上的速度限定，反射波是由于从天线发出的一无线电波当车辆趋近或离开天线时由车辆反射而生成的。一降低行驶速度的警告可以发送给超过速度限度而行驶的一部车辆的驾车人，以便从而限制一条连接一收税路到一普通道路的公路上的车辆速度。结果，本发明可以促使驾车人在一条连接一收税路和一普通道路的公路上从事安全驾驶。

最好是，天线包括：一接收器，用于接收一反射波，此反射波是当一发射给车载装置的无线电波由车辆反射时生成的；以及一检测器，用于检测由接收器接收到的信号和车辆的速度。车辆的行驶速度可以根据接收到的信号和检测出的车辆行驶速度加以限制。

最好是，天线包括：一速度警告装置，使由检测器检测出的车辆行驶速度对比于一预定的警告速度，确定车辆的速度是否超过此警告速度，以及如果车辆的速度超过警告速度，则向车辆发出警告。一警告通知可以根据接收到的信号和检测出的车辆行驶速度发送给一部超过速度限度行驶的车辆的驾车人。

本发明提供一种天线与一行驶速度保障系统一起使用，包括一车载无线电装置，有待装在一行驶中的车辆之内；一天线，建立与车载无线电装置的无线电通讯并有待设置在一条公路上方某一位置处；以及一测定装置，用于当车辆趋近或离开天线时借助于多普勒效应根据一对应于一反射波的信号来测定行驶车辆的速度，此反射波是当一无线电波由车辆反射时生成的，其中公路既包括一收税路，也包括一普通道路。一限度规定给超过速度限度行驶的一部车辆的驾车人，以便从而防止汽车事故。因而，本发明可使驾车人能够查明他的车辆正在超过一速度限度行驶并向驾车人发出警告。结果，可以防止一部汽车超过一规定在一收税路或一普通道路上的速度限度而行驶。

最好是，天线包括：一接收器，用于接收由于一无线电波发射给车载无线电装置而由车辆反射过来的一无线电波；以及一检测器，用于检测由接收器接收到的信号和车辆的速度。一限度可以根据一接收到的信号和检测出的车辆速度规定于一部车辆的速度。

最好是，天线包括：一速度警告装置，使由检测器检测出的车辆行驶速度对比于一预定的警告速度，确定车辆速度是否超过此警告速度，以及如果车辆超过警告速度，则向车辆发出警告。一警告可以根据一接收到的信号和检测出的车辆速度发送给一部正在超过速度限度而行驶的车辆的驾车人，以便从而使驾车人查明他的车辆正在超过速度限度行驶。

按照本发明的第九方面，一公路天线设备包括：一公路天线，设置在一条公路上某一高架位置处并在公路上设定一预定的通讯区域；以及一顶板状的构件，位于公路天线上方某一高架位置处，构件的对置于公路天线的一面配置一种无线电波吸收材料，其中无线电通讯建立在公路天线与一装在一部行驶在公路上和通讯区域内的车辆之内的车载装置之间。最好是，作为无线电波吸收器件，可以使用一种页片状无线电吸收器件，一种油漆状无线电波吸收器件，或者一种多层无线电波吸收器件。

一从公路天线发出的无线电波由公路反射，而因此反射过来的无线电波由设置在顶板状的构件上的无线电波吸收器件予以吸收。结果，形成了一狭窄的通讯区域，当公路天线上方不存在任何构件时，这也会形成。

图1是一例图，示意性地表明符合第一实施例的一种公路天线的结构。

图2是一外部透视图，表明此公路天线。

图3是一平面视图，表明某一位置，当此位置位于远离一照射目标处时，一激光光束应当照射到它上面。

图4是一例图，示意性地表明符合一第二实施例的一种天线的结构。

图5是一立面侧视图，示意性地表明一种电气通行费收集系统，符合第三实施例的一公路天线用于此系统。

图6是一平面视图，表明示于图5之中的电气通行费收集系统。

图7是一方框图，表明符合第三实施例的公路天线。

图8是一平面视图，表明符合本发明第四实施例的一种通行费收集系统。

图9是一方框图，表明符合第四实施例的公路天线。

图10是一方框图，表明符合第五实施例的一种无线电系统。

图11表明用在一电气通行费收集系统之中的一帧格式实例。

图12A和12B是两个简图，用于说明一项按照第五实施例设定一通讯区域的作业。

图13是一方框图，说明符合第六实施例的一种发射器的结构。

图14是一方框图，说明符合本发明第七实施例的一种发射器的结构。

图15是一简图，说明符合第七实施例的一种公路天线的结构。

图16是一平面视图，表明符合第八实施例的一种公路天线的总体构造。其中建立了与公路天线设置所在的一条车道之中的一部车辆的正常无线电通讯。

图17是一平面视图，表明符合第八实施例的公路天线的总体构造，其中防止了与在迎面车道之中的一部前来的车辆建立错误的通讯。

图18是一方框图，表明符合第八实施例的公路天线。

图19是一总体透视图，表明符合第九实施例的一种行车速度保障系统的结构。

图20是一例图，表明按照第九实施例一多普勒信号与一部汽车的速度之间的关系。

图21是一方框图，表明符合第九实施例的一种天线系统。

图22是一例图，表明符合本发明第十实施例的一种公路天线。

图23是一截面视图，用于说明一单层无线电波吸收器件吸收一无线电波所依据的原理。

图24是一例图，表明符合第十一实施例的一种公路天线。

图25是一例图，表明符合本发明一第十二实施例的一种公路天线。

图26是一放大视图，表明一多层无线电吸收器件。

图27表明一电气通行费收集系统的实例。

图28表明一通讯区域的实例。

图29是一例图，表明一实例，其中装有一公路天线。

图30表明在车辆行驶方向上电场接收水平的分布实例。

图31表明当公路天线安装角度改变时，在车辆行驶方向上电场接收水平的分布实例。

图32是一说明性视图，表明电气通行费收集系统的操作故障实例。

图33表明一通讯区域的实例。

图34是一方框图，表明一共用的发射电路的结构。

图35是一简图，表明用在一收税路ETC系统之中的一收费大门天线实例。

图36是一简图，表明一公路天线的一方向图型实例。

图37A和37B表明一公路天线方向图型实例，其中图37A是一图线，表明一水平方向图型，而图37B是一图线，表明一垂直方向图型。

图38是一例图，表明由一从公路天线发射的无线电波所形成的通讯区域。

图39是一例图，表明一无线电波出于一屋顶状结构的反射。

图40是一例图，表明一无线电波出于一镜像天线的反射。

图41是一例图，表明由屋顶状结构反射过来的无线电波所形成的一通讯区域实例。

现在将参照图纸说明各最佳实施例。

实施例1

图1是一例图，用于示意性地表明符合本发明第一实施例的一种公路天线。在图纸中，一公路天线104设置在一立柱103上和在从一路面高架一预定高度的位置处。一激光光束发射装置111装在公路天线104之内。公路天线104和激光光束发射装置111连接于设置在一条公路R上的控制器112上。

图2是一外部透视图，表明公路天线104。激光光束发射装置111装在一平面天线表面104a的一个角落之内。激光光束发射装置111发射一激光光束的方向由公路天线104的安装角度θ来确定。

在本发明中，激光光束发射装置111发射一激光光束的方向(此后简称作“发射方向”)符合公路天线104的取向。不过，激光光束发射装置111的发射方向可以不同于公路天线104的取向。此外，公路天线104上可以设置许多激光光束发射装置111。

现在说明公路天线的操作。在安装公路天线104时，公路天线104实际发出一无线电波，从而测定电场在公路R上的分布。根据测定结果，公路天线104查明了通讯区域F101和非反应区域F102。公路天线104的安装角度和发射功率加以调节以遵守技术规范。

当通讯区域F101和非反应区域F102具体化之后，从激光光束发射装置111发出一激光光束。一目标标记113设置在激光光束有待照射在上面的公路R上的一预定部位处。

在公路天线104安装角度θ不发生改变的情况下，激光光束照射所在的一个位置(此后称作一“照射位置114”)保持不变并位于目标标记113上。相反，如果公路天线104的安装角度θ发生改变，照射位置14则移开目标标记113。图3是一平面视图，表明离开目标标记113的照射位置114。

由于公路天线104设置所在位置的高度“h”是已知的，所以，根据目标标记113与照射位置114之间的距离，可以容易产生出与公路天线104安装角度θ的偏差。通讯区域F101和非反应区域F102可以根据如此产生出的安装角度θ的偏差而估算出来。如果ETC系统可能有机会产生故障，公路天线104的安装角度θ是可以校正的。

实施例2

图4是一例图，示意性地表明符合本发明，第二实施例的一种公路天线104的结构。与那些结合第一实施例说明过的零件相同的一些零件被赋予相同的参照编号。

在本实施例中，在装设公路天线104时，一激光光束接收装置115位于公路R上预定的照射位置113处，用于接收从激光光束发射装置111发出的激光光束。激光光束接收装置115连接于控制器112。在其他一些方面，符合本实施例的公路天线在构造上全同于用在第一实施例之中的那种。

在公路天线104安装角度θ发生改变的情况下，激光光束接收装置115无法接收从激光光束发射装置111发出的激光光束。关于这样一种操作故障的信息被传送到控制器112，而控制器112则中止公路天线104的操作。如果公路天线104的操作不需要被中止，控制器112可以执行发送一警报通知给ETC系统操作者的功能。

在示于图4之中的公路天线结构中，可以预期的是，即使公路天线104的安装角度θ不发生改变，一激光光束当车辆101行驶在公路R上时也会中断，因而激光光束接收装置115不能收到一激光光束。为此原因，一激光光束的中断会影响一激光光束的确定接收-这一点可能另外是由某种干扰引起的，应当根据有关激光光束接收装置15位置选定的信息和有关车辆传感器105的信息予以消除。

实施例3

图5是一立面侧视图，示意性地表明一种电气通行费收集(ETC)系统，符合本发明第三实施例的一种公路天线施用于此系统。

在图纸中，一公路天线204设置在一立柱203上并在从路面高架一预定高度的某一位置处。无线电通讯建立在公路天线204与车载装置202之间。其次，一无线电控制器206设置在一立柱203附近并在一条公路R的一侧上。无线电控制器206经由一控制线路207连接于公路天线204。

一接收器208，用于接收从公路天线204发出的一无线电波，设置在公路R表面上的一预定部位处。接收器208经由一连接线路209连接于无线电控制器206。

图6是示于图5之中的一种电气通行费收集(ETC)系统的一平面视图。通讯区域F21是一范围，其中无线电通讯可以建立在车载装置202与公路天线204之间。接收器208设置在公路R上和通讯区域F21内的一预定位置处。

图7是一方框图，表明符合本实施例的公路天线204的结构。公路天线204包括一天线部分241、一可变放大器242，以及一5．8吉赫(GHz)频带的信号源243。

其次，无线电控制器206包括一模拟至数字转换部分261，用于把通过连接线路209经接收器208进入的信号转换成数字信号；一处理部分262；以及一数字至模拟转换部分263，用于把从处理部分262输出的信号转换成模拟信号。接收器208包括一天线部分281，用于从公路天线204接收一无线电波输出；一接收部分282；以及一检测电路283，用于检测一接到的无线电波。

从公路天线204天线部分241发出的无线电波由接收器208的一天线部分281和一接收部分282予以接收。在接收器208中，一检测电路283检测接列的无线电波并输出一正比于接收功率的电压信号到无线电控制器206。

在无线电控制器206中，通过控制线路209从检测电路283输出的电压信号借助于模拟至数字转换部分261，被转换成一数字信号。处理部分262确定发射功率并输出有待用于调节公路天线204发射功率的控制数据。控制数据被发送给数字至模拟转换部分263，数据在该处被转换成模拟控制信号。

如此转换成的模拟控制信号用于控制可变放大器242的放大程度。发射功率的一初始值事先储放在处理部分262之中。可变放大器242的放大程度通过使用一反馈环路用以控制，直至发射功率变得接近于初始值为止，从而把用于发射无线电波的公路天线204的发射功率保持恒定。

实施例4

图8是一立面侧视图，表明一电气通行费收集(ETC)系统，一种符合本发明第四实施例的公路天线施用于此系统。与那些结合第三实施例说明过的零件相同的一些零件被赋予相同的参照编号。

在本实施例中，四部接收器208A、208B、208C和208D设置在形成在公路R上的通讯区域F21的相应四个角落处。在其他各方面，此ETC系统在结构上全同于用在第三实施例之中的系统。

图9是一方框图，表明符合第四实施例的一种公路天线的结构。接收器208A到208D，设置在通讯区域F21的相应四个角落处，都通过相应的控制线路209A到209D连接于无线电控制器206。

每一接收器208A至208D包括一天线部分281、一接收部分282和一检测电路283。无线电控制器206具有模拟至数字转换部分261，用于把从每一接收器208A至208D的检测电路283输出的电压信号转换成数字信号。模拟至数字转换部分261是由比如以一并列形态配置的四个模拟至数字转换器构成的。

从公路天线204天线部分241发出的无线电波由每一接收器208A至208D的天线部分281和接收部分282予以接收。检测电路283检测由每一接收器208A至208D接到的无线电波并输出一正比于用于接收无线电波的接收功率的电压信号到无线电控制器206。

无线电控制器206接收通过相应的一条连接线路209A至209D从每一接收器208A至208D的检测电路283输出的电压信号。

如此接收到的电压信号由模拟至数字转换部分261转换成数字信号。处理部分262以一预定值对比于四个数字信号，并根据对比结果来检测公路天线204的安装角度。

比如，在从接收器208A和208D输出的电压信号很大而从接收器208B和208C输出的电压信号很小的情况下，确定出公路天线204相对于车辆201行驶的方向向左倾斜。如果在公路天线204上已经出现很大的倾斜，一无线电波可能干扰由一部正在行走在一相邻车道上的车辆建立起来的无线电通讯。为了防止这样一种干扰，会发出一种警报。

实施例5

图10是一简图，表明符合本发明第五实施例的一种无线电系统的构造，此系统采用ASK(振幅偏移键控)方案。

在图10中，参照编号301表示一发射部分；311表示一ASK(振幅偏移键控)调制部分；312表示增益控制部分；313表示一功率放大部分；以及314表示一天线。增益控制部分312由一电压控制式放大器312a和一数据设定装置312b组成。

参照编号302表示一另一组群的接收部分；321表示一天线；322表示频率转换部分；323表示一ASK(振幅偏移键控)解调部分；以及324表示解码部分。解码部分324由一解调器324a和一接收率确定装置324b。

现在说明具有以上结构的一种发射输出控制电路的运作。在发射部分301中，一由ASK调制部分311生成的ASK(振幅偏移键控)调制信号在已经通过增益控制部分312之后由功率放大部分313予以放大到一所需的水平。如此放大的信号作为一无线电波从天线314发射出去。增益控制部分312按照数据设定装置312b的设定值确定电压控制式放大器312a的增益。

接收部分302设置在示于图35之中车道363上的一任意部位处并执行一接收操作。在图10中，由天线321接到的一高频信号借助予频率转换装置322转换成一中频，而此中频由ASK解调部分323解调成为一ASK(振幅偏移键控)信号。如此解调的信号由解码部分324的解调器324a转换成数字数据。同时，接收率确定装置324b，在每一帧基础上，确定接到的信号是否是正确的发射数据。

图11表明用在ETC系统之中的一实例帧格式。示于图10之中的接收部分302接收一FCMS条块和或是一MDS(1)条块或是一MDS(3)条块。每一条块包含一16位CRC(循环冗余校验)的误差检测代码并确定接到的数据是否是正确的数据。

参照图12A和12B，现在说明示于图10之中的发射部分1的一发射输出的控制。在示于图12A和12B之中的天线中，参照编号331表示一由一公路天线361覆盖的区域；332表示一所需的通讯区域；以及302表示接收部分302。

图12A表明一种情况，其中位于所需通讯区域332之内的接收部分302，由于由公路天线361所形成的覆盖区域331，无法建立通讯。同时，由接收部分302的接收率确定装置324b所进行的测定结果表明，通讯是不可行的。为了使通讯成为可能，重新设定示于图10之中的发射部分301的数据设定装置312b。电压控制式放大器的增益被提高，直到由接收部分302的接收率确定装置324b所实施的测定显示出通讯是可行的为止。接收率确定装置324b在每一帧基础上测定一接收率，而电压控制式放大器312a的增益(发射输出)当测定结果表明通讯是可行的时候被固定地设定下来。结果，由公路天线361形成的覆盖区域331当接收部分302位于所需通讯区域332之内的时候被正确地设定，从而使所需通讯区域332的全部都是可接收的。

图12B表明一种情况，其中位于通讯区域以外的接收部分302，由于由公路天线361形成的较宽覆盖区域，具有建立的通讯。此时，由接收部分302的接收率确定装置324b实施的测定结果表明通讯是可行的。在此情况下，重新设定发射部分的数据设定装置312b，而接收部分302的接收率确定装置324b在每一帧基础上测定一接收率。电压控制式放大器312a的增益被降低，直到测定结果表明通讯不是可行的为止。电压控制式放大器312a的增益当由接收率确定装置324b实施的测定结果表明通讯不是可行的时候被固定地设定下来。结果，由公路天线361形成的覆盖区域331适当地予以设定，以致位于所需通讯区域332以外的接收部分302成为不可接收的。

在此实施例中，接收部分302的接收率确定装置324b在每一帧基础上测定一接收率，而发射部分301的电压控制式放大器312a的增益根据测定结果予以控制，从而确保所需的通讯区域332。

实施例6

本发明的第六实施例现在参照示于图13之中的方框图予以说明。一如图示，本实施例的发射部分在结构上全同于示于图10之中者，除外的是，增益控制部分312的结构改变了。在此略去了全同结构的说明。符合于第六实施例的增益控制部分312由一放大器312c和一电压控制式增益控制器313d组成。

在这样一种结构中，发射部分301的电压控制式增益控制器312d的增益控制量按照数据设定装置312b的设定量予以确定，从而设定一发射输出。接收部分302的接收率测定装置324b在每一帧基础上测定一接收率。发射部分301的电压控制式增益控制器312d的增益控制量是可变地予以控制的，从而确保所需的通讯区域332。此时，可以建议按照类似于用在前所提及的设定实例(图12)之中的那些过程来确保所需的接收区域332。

实施例7

本发明的第七实施例现在予以说明。图14是一方框图，表明发射部分301的另一结构实例。按照第七实施例，如图14之中所述，发射部分301另外配有安装角度调节装置341。图15表明公路天线361的一结构实例。公路天线361包括一台架366、一立柱367、一安装角度调节器368，以及一公路天线主体369。

在上述结构中，安装角度调节器368的角度按照角度调节装置341的设定值予以确定。接收部分302的接收率测定装置324b在每一帧基础上接收一接收率，从而确保一所需的通讯区域。更为具体地说，公路天线361具有一诸如示于图36之中那样的方向图型。一通讯区域可借助于改变公路天线361的安装角度而予以移动。根据业已在每一帧基础上测定出来的各接收率，安装角度调节器368借助于变动安装角度调节装置341的设定值以致获得所需的通讯区域332来调节公路天线主体369的角度。

本发明不限于上述的各实施例，而ASK调制部分、增益控制器、功率放大部分、天线、频率转换装置、ASK解调部分、解码装置，以及安装角度调节装置，可在本发明的范畴内予以多路改进。

虽然，以前各实施例已经说明了一种采用一振幅偏移键控(ASK)方案的无线电系统，但是，本发明也可以适用于一频率偏移键控(FSK)方案或一相位偏移键控(PSK)方案。比如，如果一用于生成一FSK调制信号的FSK调制部分用来代替ASK调制部分311，而一用于解调一FSK调制信号的FSK解调部分用来代替ASK解调部分323，则可以应用一FSK方案的无线电系统。类似地，当一PSK调制部分用来代替ASK调制部分311而一PSK解调部分用来代替ASK解调部分323时，可以应用一PSK方案的无线电系统。

实施例8

图16和17是平面视图，表明符合本发明第八实施例的一种公路天线的整体构造。图16表明与一部行驶在一条其中设置此天线的车道上的车辆所建立的正常无线电通讯，而图17表明防止与一部行驶在相反车道上的车辆的错误通讯。

一如图16和17之中所示，装在一立柱403上的公路天线404向一部车辆401发射一发射波wt并接收从装在车辆401中的一车载装置402发射的一接收波，从而与车载装置402建立无线电通讯。同时，发射波wt由车辆401予以反射，从而造成一反射波wf。公路天线404也接收反射波wf。

随着一种波荡源(亦即，行驶车辆401)趋近一观测器(亦即，公路天线404)，反射波wf的频率变得高于发射波wt的频率。相反，随着波荡源离开观测器，反射波的频率wf变得低发射波wt的频率。行驶车辆401的行驶方向可以通过如此利多普勒效应而予以处理。因此，如果车辆401正行驶在相反车道上，天线系统404可以防止与装在车辆401中的车载装置402建立无线电通讯。

图18是一方框图，表明符合第八实施例的公路天线的结构。在此图纸中，从发射部分411输出的发射波wt借助于一环形器412只输出到天线部分413。天线部分413把发射波wt发射到公路天线404以外。

在发射波wt已经由装在车辆401中的车载装置402接收之后，天线部分413接收从车载装置402发射的接收波wr和由车辆401反射过来的发射波wt造成并正比于车辆401速度而偏移的反射波wf(wt±A)。如此接收的波由环形器412输出到一滤波器部分414。

滤波部分414只允许已经除去接收波wr之后的反射波wf通过。反射波wr借助于一正交解调器415与发射波wt混合，以便从而提取各多普勒信号；亦即，正比于车辆401速度的信号I和信号Q。各多普勒信号被送向一多普勒信号处理部分416。

多普勒信号处理部分416可检测导致反射波wf的车辆401的行驶方向。由于各多普勒信号，亦即信号I和Q，取决于车辆401的行驶方向而超前或滞后，所以，车辆401的行驶方向可以根据I与Q两信号之间的相位关系而检测出来。

如此检测出来的行驶方向被输出到一控制部分417。控制部分417阻止与一部相反车道上的车辆建立无线电通讯，车辆离开公路天线404行驶(亦即，一有关车辆行驶方向的信号表明车辆驶离)。

实施例9

本发明的一第九实施例现在参照图19和20予以说明。图19是一略图，表明本发明的构造。一如图19中所示，一天线504装在一立柱503的一中心板件503A处，而车载无线电装置502装在一行驶车辆501之中。

天线504向行驶车辆501的车载无线电装置502发射一发射波wt并接收从车载无线电502发射的一接收波wr，从而建立与车载无线电装置502的无线电通讯。同时，天线504接收一当发射波wt由行驶车辆501反射时出现的一反射波wf。

在本实施例中，随着一波荡源(亦即，行驶车辆501)趋近一观测器(亦即，天线504)，反射波wf的频率变得高于发射波wt的频率。相反，随着波荡源离开观测器，反射波的频率wf变得低于发射波wt的频率。行驶车辆501的行驶速度可以通过如此利用多普勒效应而予以处理。

关于行驶车辆501行驶速度的信息被传发送到装设在一条公路上的一速度警告机506，或者到装在行驶车辆501上的车载无线电装置502，以便从而向只是一部正以高速行驶的车辆发出警告。

图20表明通过利用多普勒效应测定一行驶车辆的速度的原理。装在一立柱503上的一天线504接收当一从天线504输出的发射波wt由行驶车辆501予以反射时生成的一反射波wr。

比方，倘若已经取定发射波wt进入行驶车辆501的角度，行驶车辆21的行驶速度通常由下式表述。

v=2c·fd／ft·cosθ其中c代表光速，ft代表一发射频率，以及fd是一多普勒频率。

倘若θ=0(度)和“ft”是5．8吉赫(GHz)，车辆的行驶速度则根据以下事实，即1公厘／小时的行驶速度相当于10．75赫的多普勒频率。

图21是一方框图，表明符合此实施例的一种天线。从一发射部分537输出的发射波wt借助于一511示于图21之中的环形器发送到独一的天线部分510。

一发射波wt被发送到天线部分510。在发射波wt已经由装在行驶车辆501之内的车载无线电装置502接收之后，从车载无线电装置502输出的发射波wt和一反射波wf-由行驶车辆501反射过来并正比于行驶车辆的行驶速度而偏移-都由天线部分510予以反射并借助于环形器511发送到一滤波部分512。

滤波部分512消除一接收波wr而只允许一反射波wf通过。一混合器513使反射波wf与发射波wt混合，以便从而提取只是一种正比于车辆行驶速度而偏移的多普勒信号。多普勒信号550被发送到一多普勒信号处理部分514。确定装置520主要由多普勒信号处理部分514、一控制部分515和一对比器516组成。

多普勒信号处理部分514处理已经生成反射波wf的车辆的行驶速度。由于多普勒信号正比于车辆501的速度而偏移，车辆501的速度可以借助于测定多普勒信号550的频率予以确定。如此确定出来的速度作为速度信息被输出到控制部分515。

速度信息560和一先前设定于一贮存部分518的警告速度570都输入到对比器516，在此，速度信息560与警告速度570相对比。对比的结果输出到控制部分515。控制部分515在从对比器516输出的结果是肯定的情况下从速度警告机506向车辆501发出一警告通知。

更为具体地说，一警告信号580被发送到装在车辆501之内的车载无线电装置502的发射部分537，车载无线电装置502以此发出一警告通知，以便从而促使驾车人降低行驶速度。

实施例10

图22是一例图，表明符合本发明第十实施例的一种公路天线。一如图22之中所示，一车辆601配备一车载装置602，而一公路天线604装在一立柱603上和一条公路R以上的一高架位置处。无线电通讯建立在车载装置602与公路天线604之间。一页片状无线电波吸收器件612铺放在一设置在公路天线604以上的一高架位置处的顶板611的底面。

图23是一截面视图，用于说明构成页片状无线电波吸收器件612的一单层无线电波吸收器件吸收一无线电波的原理。

一如图23之中所示，页片状无线电波吸收器件612是通过把一金属板件612a叠放在吸收材料612b上而制成的。当场Eo的一无线电波进入吸收材料612b时，场Er1由吸收材料612b反射过来，而一余留部分的无线电波通过吸收材料612b的内部。吸收材料612b可以由阻性纤维、FRP、橡胶铁素体或橡胶碳制成。

已经进入吸收材料612b内部的无线电波按照吸收材料612b的衰减系数以一幂函数的形式衰减下来。不过，无线电波并未充分地减小，并因而无线电波完全由金属板件612a予以反射。已经完全反射的无线电波达到吸收材料612b的表面，同时由吸收材料612b予以衰减。一部分为此衰减下来的无线电波由吸收材料612b的表面与其内部之间的一边界表面予以反射，而如此反射过来的部分进入吸收材料的内部。无线电波的余留部分走出吸收材料612b，从而生成场Er2，对应于由吸收材料612b反射的无线电波。

无线电波重复地经受前面的各步骤，从而导致许多反射波朝向公路传播。每当无线电波行经吸收材料612b的内部时，无线电波的电场强度随着无线电波由页片状无线电波吸收器件612予以反射而被逐渐减小。

如果使第一反射场Er1和第二反射场Er2成为强度相等而相位相反，则吸收材料612b的反射系数成为零。不过，一无线电波离开金属板件612a的单独一次反射在实用上是不够的，而必须考虑一无线电波离开金属板件612a的多次反射。如以上所提及，无线电吸收材料612b使一电场衰减和使电场相位延迟的功能。

现在说明符合第十实施例的公路天线的操作。公路天线604设置在公路R上方某一高架位置处并成某一角度。公路天线604借助于射束成形作业制成，具有一方向图型，并以一规定的发射E．I．R．P水平发射一无线电波。

从公路天线604发出的无线电波形成通讯区域F1并由公路R予以反射。铺放在顶板611上的页片状无线电波吸收器件612吸收反射过来的无线电波，从而防止无线电波的反射，这一点不然是由顶板611造成的。

按照此实施例，页片状无线电波吸收材料612被铺放在一设置在公路天线604上方一高架位置处的构件上。结果，形成一个较窄的通讯区域，这当公路天线604上方不存在任何构件时也会形成。

实施例11

图24是一例图，表明符合本发明第十一实施例的一种公路天线。如图所示，车辆601配备车载装置602，而公路天线604装在立柱603上并在公路R上方的一高架位置上。无线电通讯建立在车载装置602与公路天线604之间。一油漆型无线电波吸收器件613铺放在设置在公路天线604上方的一高架位置处的顶板611底面上，油漆型无线电波吸收器件613在吸收原理和材料方面全同于页片状无线电波吸收器件612。

公路天线604设置在公路R上方的某一高架位置处并成某一角度。公路天线604借助于一射束成形作业制成，具有一方向图型，以及以一规定的发射E．I．R．P水平发射一无线电波。

从公路天线604发出的无线电波形成通讯区域F1并由公路R予以反射。由公路R反射区来的无线电波可达到顶板611。铺放在顶板611上的油漆型无线电波吸收器件613吸收反射过来的无线电波，从而防止无线电波的反射，不然这就会由顶板611造成。

按照本实施例，油漆型无线电波吸收材料613铺放在一设置在公路天线604上方的一高架位置处的构件上。结果，形成一狭窄的通讯区域，这在公路天线604上方不存在任何构件时也会形成。

实施例12

图25是一例图，表明符合本发明第十二实施例的一种公路天线。如图所示，车辆1配备车载装置602，而公路天线604装在立柱603上并在公路R上方的一高架位置处。无线电通讯建立在车载装置602与公路天线604之间。一楔式多层无线电波吸收器件614铺放在设置在公路天线604上方的一高架位置处的顶板611底面上。

图26是楔式多层无线电波吸收器件614的一放大截面。楔式多层无线电吸收器件614由按给定顺页序叠置一种由一吸收材料制成的楔件14a、一中间多层吸收材料614b和一金属板件614c而制成。

在频带或引入特性方面，一单层无线电波吸收器件具有局限性。为此原因，采用一种多层构件，其中一种其材料常数接近于空气的材料设置在靠近一吸收器件表面的位置处，而一种具有较大无线电波吸收特性的材料设置在一吸收器件的较深位置上。因此，获得一种较宽的无线电波吸收特性，其中，即使稍微改变一下反射过来的无线电波的频率，无线电波也会进入吸收器件内部并逐渐衰减。其次，吸收器件制成为具有一种楔件或金字塔几何形状，从而减小吸收器件的表面面积。即使当一吸收器件是由单独一种材料制成时，吸收器件的介电常数相当地得以减小，从而获得的介电常数接近于空气的介电常数。

现在说明符合第三实施例的公路天线的操作。公路天线604是借助于一种射束成形作业而制成的，具有一方向图型，以及设置在公路R上方的某一高架位置处并成某一角度。公路天线604以一规定的发射E．I．R．P水平发射一无线电波。

从公路天线604发出的无线电波形成通讯区域F1并由公路R予以反射。由公路R反射过来的无线电波达到顶板611。铺放在顶板611上的楔式多层无线电波吸收器件614吸收反射过来的无线电波，从而防止一无线电波的反射，不然这会由顶板611造成。

按照本实施例，楔式多层无线电波吸收材料614铺放在一设置在公路天线604上方的一高架位置处的构件上。结果，形成一狭窄的通讯区域，这在公路天线604上方不存在任何构件时也会形成。

一如已经说明的那样，按照本发明，在一条公路上可以容易查明一公路天线安装角度方面的偏移，根据的是，一激光光束应当照射于其上的一个目标位置和一激光光束实际照射于其上的一个位置。只要公路天线的角度每天调节一次，公路天线就会表现出维持正确地收集通行费能力的优点。

按照本发明，一接收器可检测从一公路天线输出的一无线电波的发射功率，而公路天线基于如此检测出来的信号而经受反馈控制，从而使得从公路天线输出的一无线电波的功率保持恒定。因此，本发明可抑制通讯区域出现变化，从而防止干扰由一行驶在一相邻车道上的车辆建立的无线电通讯和出现某一系统故障。

其次，按照本发明的通讯区域设定方法使得可能根据各接收率设定一所需的通讯区域，而这些接收率已经在改变发射器的发射输出时由接收器的接收率确定装置检测出来。设定一通讯区域不包含必需测定场强并且可以容易进行。

符合本发明的无线电系统设计得以便调制／解调一发射信号，从而检测一接收率，后者当接收部分解调数字数据时在每一帧基础上被确定下来。结果，一所需的通讯区域可以借助于根据每一帧的接收率改变只是发射部分的一发射输出而加以设定。

符合本发明的发射器可调制一发射信号并可借助于由增益控制器可变地予以控制的一发射输出来改变通讯区域。因而，一所需的通讯区域可以借助于改变一发射输出而加以设定。

一通讯区域可以借助于改变电压控制式放大器的一放大增益、电压控制式衰减器的衰减量、天线的安装角度，或者其某一组合，来予以改变。

符合本发明的接收器可在解调一调制过的发射信号时在每一帧的基础上检测一接收率并改变发射器的一发射输出，从而根据接收率方面的某一改变来设定一所述的通讯区域。

其次，从一公路天线发射的一发射波由一行驶车辆予以反射，从而造成一反射波。从反射波中，可以检测出正比于行驶车辆相对速度而偏移的各多普勒信号。根据这些多普勒信息，检测出行驶车辆的行驶方向，从而避免建立与一行驶在相反车道上的前来车辆的错误通讯。

其次，从一天线部分发出的一发射波由一车辆予以反射，以便从而生成一反射波。正比于车辆相对速度而偏移的一多普勒信号由于接收到反射波而被检测出来并确定一行驶车辆的行驶速度。因而，本发明可以降低一行驶车辆的速度。

降低行驶速度的警告可以发送给正在超过一速度限度而行驶的一部车辆的驾车人。因此，本发明可以促进在一条连接一收税路和一普通道路的公路上实现安全行驶。

再次，按照本发明，即使此时一顶板状构件位于一公路天线上方的一高架位置处、一无线电吸收器件设置在此构件上，以从而实现一狭窄区域，但当不存在任何这种构件时，这一区域也会形成。

Claims

1．一种公路天线设备，包括：

一公路天线，设置在一条公路上方并建立起与一装在一车辆中的车载无线电装置的无线电通讯；

一接收器，设置在公路上的一通讯区域之内；

一控制器，根据接收器的检测来控制天线的操作。

2．按照权利要求1所述的公路天线设备，还包括：

一激光光束发射装置，装在公路天线上并照射一激光光束在公路上，

其中接收器是一激光光束接收装置，可接收从激光光束发射装置发出的激光光束。

3．按照权利要求1所述的公路天线设备，

其中控制器可根据发射输出信号水平的接收率来控制公路天线的发射输出信号水平。

4．一种公路天线设备，包括：

一公路天线，设置在一条公路上方并建立起与一装在一车辆中的车载无线电装置的无线电通讯；以及

一激光光束发射装置，装在公路天线上并照射一激光光束在公路表面上。

5．按照权利要求4所述的公路天线设备，还包括：

一激光光束接收装置，装在公路上并接收从激光光束发射装置发出的激光光束，

其中当激光光束接收装置不能接收激光光束时公路天线的操作被中止。

6．一种公路天线设备，包括：

一接收器，设置在公路上的一通讯区域之内，并接收从公路天线输出的一无线电波，以及输出一正比于无线电波功率的信号；以及

一控制器，基于从接收器输出的信号来确定公路天线的发射功率，此控制器控制公路天线，以便防止公路天线的发射功率超过一预定数值。

7．按照权利要求6所述的公路天线，

其中一些接收器设置在通讯区域的相应各角落处，

其中控制器根据从相应各接收器输出的信号来确定公路天线的安装角度，此控制器可检测相对于一预定角度、天线角度方面的某一偏移。

8．一种设定一通讯区域的方法，包括的各步骤是：

当一接收器接收从一发射器发射的一无线电波时，为一接收到的信号的每一帧测定一接收率；

在每一帧基础上检测接收率方面的变化，此变化是由从发射器发射的无线电波的、一发射输出方面的某一变化引起的；以及

把在检测出一适合于建立因发射器与接收器之间一所需通讯区域的接收率时所获得的一发射输出设定到发射器之中。

9．一种无线电系统，包括：

一发射部分，包括一调制部分，用于生成一调制信号；

一增量控制器，用于控制一发射输出；一功率放大部分，用于把一发射信号放大到一所需水平；以及一天线；以及

一接收部分，包括：

一天线；

一频率转换器，把通过天线接收到的一高频信号转换成一中频；

一解调部分，解调此中频；

一解码部分，把一解调过的信号转换成数字数据；以及

一接收率检测器，可为一接收到的信号的每一帧检测一接收率。

10．一种发射器，包括：

一调制部分，可生成一调制信号；

一增益控制器，可控制一发射输出；

一功率放大部分，可放大一发射信号到一所需水平；以及

一天线，

其中增益控制器基于当一接收器接收一发射信号时所确定的、每一帧的一接收率而改变发射输出。

11．按照权利要求10所述的发射器，

其中增益控制器包括一数据设定装置和一电压控制式放大器，并可随意地借助于改变一放大增益而改变一通讯区域。

12．按照权利要求10所述的发射器，

其中增益控制器包括一数据设定装置和一电压控制式衰减器，并可随意地借助改变某一衰减量而改变一通讯区域。

13．按照权利要求10所述的发射器，

其中天线具有一种借助于接收率来调节天线设置角度的功能并可随意地借助于改变此角度而改变一通讯区域。

14．一种接收器，包括：

一天线，用于接收从一发射器发射出的一种无线电波；

一解调部分，解调此中频；

一解码部分，把解调过的信号转换成数字数据；以及

一接收率检测器，为接收到的信号的每一帧检测一接收率，

其中一通讯区域可以随意地借助于基于由接收率检测器检测出的、每一帧的接收率来改变发射器的发射输出而予以改变。

15．一种公路天线设备，包括：

一公路天线，设置在一条公路上方并建立起与一装在一部车辆中的车载装置的无线电通讯；

一多普勒信号处理器，基于由于多普勒效应而出现在一反射波频率方面的变化来检测车辆的行驶方向，反射波是当从公路天线发出的一发射波由车辆予以反射时形成的；以及

一控制装置，允许与在一预定方向上行驶的车辆建立通讯。

16．按照权利要求15所述的公路天线设备，还包括：

一反射波提取装置，接收反射波和一从车载装置发出的接收波，反射波提取装置只提取反射波。

17．一种行驶速度保障系统，包括：

一车载无线电装置，装在一车辆之内；

一天线，装在一条公路上方并建立起与车载无线电装置的无线电通讯；以及

一确定装置，设置在天线之内并确定车辆的行驶速度是否适于规定于一条公路上的一速度限度，根据的是基于一对应于一反射波的信号的车辆速度，此反射波是由于从天线发出的一无线电波由车辆反射而生成的。

18．按照权利要求17所述的行驶速度保障系统，

其中天线包括：

一接收器，接收一反射波，此反射波是当一发射给车载无线电装置的无线电波从车辆反射过来时生成的；以及

一检测器，可检测由接收器接收到的信号和车辆的速度。

19．按照权利要求17述述的行驶速度保障系统，

其中天线包括：

一速度警告装置，使由检测器检测出的车辆行驶速度对比于一预定的警告速度，确定车辆的速度是否超过此警告速度，以及如果车辆速度超过警告速度，则向车辆发出警告。

20．一与一行驶速度保障系统一起使用的天线，包括：

一车载无线电装置，装在一行驶车辆之内；

一天线，设置在一条公路上方的某一位置处，并建立起与车载无线电装置的无线电通讯；以及

一速度检测器，当车辆趋近或离开天线时借助于多普勒效应根据一对应于一反射波的信号来测定行驶车辆的速度，此反射波是当一无线电波由车辆反射时生成的，其中公路既包括一收税路，也包括一普通道路。

21．按照权利要求20所述的天线，

其中天线包括：

一接收器，可接收由于一无线电波被发射给车载无线电装置而由车辆反射的一无线电波；以及

一检测器，可检测由接收装置接收到的信号和车辆的速度。

22．按照权利要求20所述的天线，

其中天线包括：

一速度检测器，使由检测器检测出的车辆行驶速度对比于一预定的警告速度，确定车辆的速度是否超过此警告速度，以及如果车辆速度超过警告速度，则向车辆发出警告。

23．一种公路天线，包括：

一公路天线，设置在一条公路上方并在公路上设定一通讯区域；以及

一构件，位于公路天线上方，构件的与公路天线对置的一侧配有一种无线电波吸收材料，

其中无线电通讯建立在公路天线与一装在行驶在公路上并位于通讯区域内的一车辆之中的车载装置之间。

24．按照权利要求23所述的公路天线，

其中无线电波吸收器件是一吸收无线电波的器件。

25．按照权利要求23所述的公路天线，

其中无线电波吸收器件是一种油漆状无线电波吸收器件。

26．按照权利要求1所述的公路天线，

其中无线电波吸收器件是一种多层无线电波吸收器件。