JP2021170734A - 通信装置、及び、電子料金収受システム - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、料金所の屋根と、レーン間の遮断壁と等に電波吸収体を設置することにより、この現象が発生することを防止する技術が実用化されている。しかし、電波吸収体が設置されている期間が長くなるにつれて、電波吸収体の表面に排気ガスと粉じんと等が付着することにより、電波吸収体の吸収性能が次第に劣る。また、電波吸収体を設置する適切な範囲は道路条件等によって変動する。そのため、この範囲を定めることは困難である。
特許文献1は、電波吸収体を設置することなく、マルチパスを防ぐ技術を開示している。本技術によれば、電波到来角度検出部が電波の送出元に対応する角度を検出する。
誘電体板から成る誘電体層と、
前記誘電体層の表面に位置し、周波数が透過周波数である電磁波を第1層透過波として透過させ、かつ、周波数が前記透過周波数とは異なる電磁波を透過させない第1透過層と、
前記誘電体層の裏面に位置し、前記第1層透過波の前記第1透過層への入射角が電磁波の前記第1透過層への入射角の範囲を示す第2層透過範囲内に収まる場合に前記第1層透過波を第2層透過波として透過させ、かつ、前記第1透過層への入射角が前記第2層透過範囲内に収まらない場合に前記第1層透過波を透過させない第2透過層と
を有するレドームと、
前記第2透過層と対面しており、かつ、前記第2層透過波を受信するアンテナと
を備え、
前記第1層透過波の前記第1透過層への入射角は、電磁波の前記第1透過層への入射角の範囲を示す第1層透過範囲内に収まり、
前記第2層透過範囲は、前記第1層透過範囲に含まれ、
前記第2層透過範囲は、前記第1層透過範囲よりも小さい。
従って、本開示によれば、通信領域外に位置するETC車載器からの電波を通さず、通信領域内に位置するETC車載器からの電波を受信することにより、マルチパスを防ぐことができる。
以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係る通信装置100の構成例を示している。通信装置100は、本図に示すように、レドーム(レーダードーム)200と、無線装置300とを備える。
Toll Collection、電子料金収受)システム90に用いられても良い。ETCシステム90に言及する場合、特に断りがなければ、ETCシステム90は通信装置100を備えているものとする。ETCシステム90は、通信装置100と、ETC車載器とから成る。
共振素子は、典型的には、金属エレメントである。金属エレメントは、小型の金属板である。金属エレメントのサイズと、形状とは、透過周波数211に従って適宜変更されて良い。金属エレメントの個数と、金属エレメントの厚みとは、適宜変更されて良い。隣り合う共振素子間の間隔は、適宜変更されて良い。共振素子の配置は、2次元周期配列でなくても良い。
アンテナ310には、本例において、パッチアンテナが2次元周期配列されている。
レドーム200は、本図に示すように、第1透過層210と、第2透過層220と、誘電体層230とを有する。レドーム200は、他の部品等を備えても良い。
第1透過層210は、周波数が透過周波数211とは異なる電磁波を透過させない。第1透過層210は、第1透過層210への入射角が第1層透過範囲212内に収まらない電磁波を透過させない。
第1透過層210は、共振素子を第1共振素子として有する。
第2透過層220は、誘電体層230の裏面に位置し、かつ、第2層透過波入射角を透過させる。第2層透過波は、第1層透過波であり、かつ、第1透過層210への入射角が第2層透過範囲213内に収まる電磁波である。第2透過層220は、第1層透過波を第2層透過波として透過させる。第2層透過範囲213は、電磁波の第1透過層210への入射角の範囲を示す。
第1層透過波の第1透過層210への入射角が第2層透過範囲213内に収まらない場合に、第2透過層220は、第1層透過波入射角を透過させない。第2透過層220が第1層透過波を反射した場合に、誘電体層230が第1層透過波を吸収しても良い。
第2透過層220は、第1共振素子とは異なる共振素子を第2共振素子として有する。第1共振素子と、第2共振素子とには、共通する部分があっても良い。第1共振素子と、第2共振素子とは、それぞれ2次元周期配列された複数の共振素子であっても良い。第1共振素子と、第2共振素子とは、それぞれ金属から成っても良い。
第1透過層210は、典型的には透過特性を有する。第1透過層210の透過特性は、入射角が第1層透過範囲212に収まる場合において発揮される。第1層透過範囲212は、0°から90°までであっても良い。
第2透過層220は、典型的には反射特性を有する。第2透過層220の反射特性は、少なくとも、入射角が第1層透過範囲212に収まる場合、かつ、入射角が第2層透過範囲213に収まらない場合において発揮される。電磁波の第2透過層220への入射角が第1層透過範囲212に収まらない場合において、第2透過層220の反射特性は発揮されなくても良い。
第1層透過範囲212が0°以上θ1以下であり、第2層透過範囲213が0°以上θ2以下であるものとする。第1透過層210の透過特性は、入射角がθ1に近付くにつれて小さくなり、かつ、入射角がθ1のときに所定の閾値に達しても良い。第2層透過範囲213の反射特性は、入射角がθ2に近づくにつれて大きくなり、かつ、入射角がθ2のときに所定の閾値に達しても良い。
また、入射角が第2層透過範囲213内に収まっている。そのため、第2透過層220は、電磁波を透過させる。
しかしながら、入射角が第2層透過範囲213に収まっていない。そのため、第2透過層220は、電磁波を透過させない。
ETCシステム90の動作を、マルチパスが発生しない場合と、マルチパスが発生する場合とに分けて説明する。マルチパスは、通信装置100が誤って通信することである。マルチパスは、通信装置100がETC通信領域95外に位置する車載器と通信することである。ETC通信領域95は、ETCシステム90が備える通信装置100が通信すべき領域である。通信装置100は、ETC通信領域95内のETC車載器と適切に通信するべきである。通信装置100は、ETC通信領域95外のETC車載器と適切に通信するべきではない。ETC通信領域95は、定まった領域でなくても良い。ETC通信領域95は、車載器が設置される位置を考慮して形成された3次元空間であっても良い。ETC通信領域95外の領域であって、ETCシステム90が備える通信装置100がETC車載器と通信することができる領域を、ETC誤通信領域96と呼ぶ。通信は、送信のみ及び受信のみを含む。
第2層透過範囲213は、ETC通信領域95内の電波を透過させ、ETC通信領域95外からの電波を透過させないよう設定される。ETC通信領域95外から送信された電波が第1透過層210に入射する際の入射角は、典型的には、第2層透過範囲213に収まらない。
本図に従って、マルチパスが発生しない場合のETCシステム90の動作を説明する。
次に、トラックが備えているETC車載器は、無線装置300から無線機送信波を受信し、かつ、無線機送信波に従ってETCシステム90に車載器送信波を送信する。
次に、第1透過層210は、車載器送信波を透過させる。車載器送信波の周波数が透過周波数211であり、かつ、車載器送信波の第1透過層210への入射角が第1層透過範囲212内に収まっているためである。
次に、第2透過層220は、車載器送信波を透過させる。車載器送信波の入射角が第2層透過範囲213に収まっているためである。
次に、アンテナ310は、車載器送信波を受信する。
次に、乗用車が備えているETC車載器は、無線装置300から無線機送信波を受信し、かつ、無線機送信波に従ってETCシステム90に車載器送信波を送信する。
次に、第1透過層210は、車載器送信波を透過させる。車載器送信波の周波数が透過周波数211であり、かつ、車載器送信波の第1透過層210への入射角が第1層透過範囲212内に収まっているためである。
次に、第2透過層220は、車載器送信波を反射する。車載器送信波の入射角が第2層透過範囲213内に収まっていないためである。
反射された車載器送信波は、誘電体層230内で熱エネルギーに変換される。
本例において、アンテナ310は、車載器送信波を受信しない。
以上のように、本実施の形態に係るETCシステム90によれば、第1透過層210は、第1層透過波を透過させる。しかし、第1層透過波が第1透過層210に第2層透過範囲213に収まらない入射角で入射した場合に、第2透過層220は、第1層透過波を透過させない。即ち、本実施の形態に係る通信装置100は、ETC通信領域95内に位置するETC車載器が送信した電磁波を受信し、かつ、ETC通信領域95外に位置するETC車載器が送信した電磁波を受信しない。そのため、本実施の形態に係るETCシステム90は、電波吸収体を用いず、かつ、複数のアンテナを連携させて入射角を算出することなく、マルチパスを防ぐことができる。
また、本実施の形態に係るETCシステム90は電波吸収体を用いない。図7は、電波吸収体が設置された料金所の例である。図7は、料金所の屋根に電波吸収体を設置する例と、料金所のガントリーに電波吸収体を設置する例とを示している。本実施の形態に係るETCシステム90において、電波吸収体を設置するための工事が不要であり、電波吸収体を設置するために料金所を閉鎖する必要がない。従って、本実施の形態に係るETCシステム90は、比較的安価で設置され、かつ、比較的短時間で設置されることができる。
<変形例1>
第1透過層210と、第2透過層220との少なくとも一方は、複数種類の共振素子を備えていても良い。
具体例として、誘電体層230の一部の領域の表面は共振素子A1であり、A1を備えている領域に対応する裏面はA1に対応する共振素子A2である。誘電体層230の他の領域の表面は共振素子B1であり、B1を備えている領域に対応する裏面は共振素子B1に対応する共振素子B2である。
本変形例に係る通信装置100は、複数種類の周波数の電磁波に対応することができる。
通信装置100の外観が略多面体であり、レドーム200が複数面に設置されていても良い。
本変形例において、具体例として、通信装置100の外側の2面がレドームを備えており、2つのレドーム200がそれぞれ異なる車両レーンに向いており、各車両レーンに、それぞれのレドーム200に対応するETC通信領域95が形成される。
本変形例において、無線装置300は、複数のETC通信領域95に対応するために、複数のアンテナ310を備えていても良い。
実施の形態1について説明したが、本実施の形態のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、本実施の形態のうち、1つの部分を実施しても構わない。その他、本実施の形態は、必要に応じて種々の変更がなされても構わず、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施されても構わない。
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示と、その適用物と、用途の範囲とを制限することを意図するものではない。
Claims (5)
- 誘電体板から成る誘電体層と、
前記誘電体層の表面に位置し、周波数が透過周波数である電磁波を第1層透過波として透過させ、かつ、周波数が前記透過周波数とは異なる電磁波を透過させない第1透過層と、
前記誘電体層の裏面に位置し、前記第1層透過波の前記第1透過層への入射角が電磁波の前記第1透過層への入射角の範囲を示す第2層透過範囲内に収まる場合に前記第1層透過波を第2層透過波として透過させ、かつ、前記第1透過層への入射角が前記第2層透過範囲内に収まらない場合に前記第1層透過波を透過させない第2透過層と
を有するレドームと、
前記第2透過層と対面しており、かつ、前記第2層透過波を受信するアンテナと
を備え、
前記第1層透過波の前記第1透過層への入射角は、電磁波の前記第1透過層への入射角の範囲を示す第1層透過範囲内に収まり、
前記第2層透過範囲は、前記第1層透過範囲に含まれ、
前記第2層透過範囲は、前記第1層透過範囲よりも小さい通信装置。 - 前記第1透過層は、共振素子を第1共振素子として有し、
前記第2透過層は、前記第1共振素子とは異なる共振素子を第2共振素子として有する請求項1に記載の通信装置。 - 前記第1共振素子と、前記第2共振素子とは、それぞれ2次元周期配列された複数の共振素子である請求項2に記載の通信装置。
- 前記第1共振素子と、前記第2共振素子とは、それぞれ金属から成る請求項2又は3に記載の通信装置。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の通信装置を備える電子料金収受システム。
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