JP3768526B2 - Ａｇｃ制御部を備えたトランスポンダ - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載のトランスポンダに関し、たとえばビーコンとして構成された固定ステーションに対する双方向データ伝送のためのトランスポンダに関する。
１９９１年２月４日〜６日の”Proceedings of the DRIVE Conference”の刊行物における”Advanced telematics in road transport”（第２４８〜２６８頁）からすでに、車両（ＯＢＵ）と固定ステーション（ビーコン）との間における双方向データ伝送のためのトランスポンダが公知であり、これはセミパッシブなトランスポンダ方式に従って動作する。その際に生じる問題点は、ビーコンの受信範囲をたとえば個々の車線に合わせて十分精確に限定できないことであり、その結果、自動的な料金徴収に適用する場合、隣接する車線上を走行する車両のＯＢＵにより、アンテナの下を走行している車両の通信に過度に強く障害が及ぼされる事態の生じるおそれがあり、このため料金の適正な引き落としができなくなってしまうことになる。
これに対し、請求項１の特徴部分に記載の構成を備えた本発明によるトランスポンダの奏する利点とは、ビーコンへ送り戻される信号の自動調整により、ビーコン付近に到来する信号レベルに関して厳密に制限された範囲だけしか存在しないように、信号の減衰特性が形成されることである。その際、ビーコンから車両への信号の減衰もこれとは逆方向の信号の減衰も補償調整され、このことで隣接する車線領域から障害を受ける可能性が除去されるよう、減衰特性が調整される。隣接車線中に存在しているＯＢＵは、それに設けられているアンテナからの有効信号レベルが比較的高いことから相応に低減調整されて、もはや障害を及ぼす可能性はなくなる。
従属請求項に記載の構成により、請求項１に記載のトランスポンダの有利な実施形態が可能である。殊に有利であるのは、ダウンリンク（DOWNLINK）信号が第１の自動調整可能な増幅段（automatic gain control,AGC）により調整されることである。このことにより受信レベルの第１の測定が行われる。たとえば窓ガラスの汚れやその他の影響により、そのレベルは種々異なるものとなる可能性がある。このレベルの測定により、目標値を参照しながら自動調整の基礎とされる調整量が求められる。
さらに有利であるのは、第１の測定において求められた量が制御のために別の増幅段へ供給されることであり、この増幅段はアップリンク（UPLINK）信号を同じ係数で増幅するか減衰して、ビーコンへ送り戻す。
実践のためには、１つのビーコンの受信範囲を１つの車線に対応づけることで、そのつどただ１つの車両がそのビーコンにより捕捉検出されるという利点が生じる。このことにより、トランスポンダを１つの車両に配置させることで個々の車両を捕捉検出することができる。このことは、道路利用料金を自動的に引き落とすために、あるいは通行資格をチェックするために、殊に有利である。
図面
図面には本発明の実施例が示されており、これについて以下の説明で詳細に説明する。
第１図には、ダウンリンク（DOWNLINK）における送信動作が略示されており、第２図にはアップリンク（UPLINK）における送信動作が示されており、第３図にはブロック図が、さらに第４図には車線の配置構成が示されている。
実施例の説明
第１図には車両２が示されており、この車両はビーコン４とのディジタル通信のために車載ユニット（"on board unit"）として構成されたＯＢＵを装備している。ＯＢＵ１はトランスポンダ３として動作し、ダウンリンク（DOWNLINK）において振幅変調されたビーコン４の信号ＡＳＫを受信する。トランスポンダ３はビーコン４と同様に先に挙げた刊行物から公知であり、したがってこれらについては詳細に説明する必要はない。ディジタル信号を受信または送信するために、トランスポンダ３は受信アンテナと送信アンテナ１を有している。これらのアンテナ１は、マイクロ波を用いた場合にはトランスポンダの構成部分である。
第２図にはアップリンク（UPLINK）におけるディジタル通信が示されている。この場合、トランスポンダ３はビーコン４の変調されていない信号からまずはじめに回路電圧を形成し、次にそれが伝送すべきデータをＦＳＫ変調（Frequency shift keying）でビーコン４へ伝送する。それ自体公知のパッシブなトランスポンダ方式の場合に生じる欠点は、アップリンク送信エネルギーは伝送路の減衰に依存することである。第４図の実例に基づきこのことを詳細に説明する。第４図には２つの車線２０，２１が示されており、これらの車線上を第１の車両２ないし第２の車両２が走行している。車線を横切る方向において、交通標識橋上にアンテナ２２，２３を備えたビーコン４が配置されている。これらのアンテナは、各々が図示の車線領域２０ないし２１を捕捉検出できるように配置されている。この場合、たとえ比較的僅かなアンテナ利得であっても、アンテナ２２によって車線領域２１も捕捉され、逆にアンテナ２３によって車線領域２０も捕捉されることになる。さらにここで生じる問題点は、ビーコン４とトランスポンダ３との間の区間減衰は種々のファクタに依存していることである。たとえば第１の車両はアンテナ２２の近くにあり、第２の車両はアンテナ２３から遠く隔たっている。そして第１の車両は貨物自動車として高い構造を有しており、第２の車両は自家用車として低い構造を有している可能性がある。また、第１の車両はクリーンな窓ガラスを有していてその後ろ側にトランスポンダが設けられているのに対し、第２の車両は汚れた窓ガラスを有している可能性がある。これらのファクタから生じるのは、ビーコン４と第１の車両２との間の区間減衰は第２の車両におけるものよりも著しく小さいことである。第１の車両２の区間減衰の方が僅かなことで、アンテナ２３もその信号を受信する可能性がある。
このような欠点を取り除く目的で本発明によれば、第３図に示されているように利得調整手段１２（Automatic gain control,AGC）が、受信アンテナ１と送信アンテナ１との間に挿入されている。この調整の第１の改善は、トランスポンダ３の出力信号が第１の自動利得調整部７により一定に保持されることですでに達成される。この場合、所定の出力レベルを有するように一定に保持されたこの信号を、ビーコン４へ送り戻すことができる。
さらに第３図に示されているように、第１の増幅器段７に第２の増幅器段８を後置接続し、その出力側を送信アンテナ１と接続することで、出力信号をいっそう良好にコントロールできるようになる。増幅器調整部１２はこの目的で、第１の増幅器段７の振幅を捕捉する検出器５を有している。そしてこの信号は調整増幅器６へ供給され、この増幅器はその基準値を目標値発生器１１から受け取る。目標値発生器１１はメモリとして構成されている。この場合、調整増幅器６は、所定の目標値と検出器信号とに基づきその出力利得ないし増幅度を自動的に調整し、相応の調整値を第１および第２の増幅器段の対応の制御入力側９，１０へ供給する。
この調整方式の利点は、第１の増幅器段においてしか利得ないし増幅度の測定が必要とされないことであり、これは検出器５により容易に実施可能である。
検出器５として相応のダイオード回路が適している。調整増幅器６として市販の半導体コントローラを用いることができる。しかし第１および第２の増幅器段７，８はできるかぎり一致した調整特性を有するものとすべきである。このような二重の利得制御により、ビーコン４へのトランスポンダ３の出力信号によってアップリンクの減衰変動も補償調整されるようになる。したがってトランスポンダ３の二重の利得制御により、ダウンリンクとアップリンクの区間減衰が補償調整される。このためこれによって、本来の車線よりも遠く隔たっている隣接車線上の車両がもはや障害を及ぼす可能性がなくなる。それ故、利用料金の引き落としを所望の車線に対し障害なく実施することができ、つまりは信頼性が得られる。

Claims (7)

1. 受信アンテナおよび送信アンテナと、制御回路とデータメモリとを備えており、たとえばビーコンとして構成された固定ステーションに対しパッシブなトランスポンダ方式に従って双方向データ伝送を行うための、トランスポンダにおいて、
   受信アンテナと送信アンテナ（１）との間に、直列接続された２つの可調整増幅段（７，８）が接続されており、
   前記２つの可調整増幅段のうち第１の増幅段（７）の増幅度ないし利得が、該第１の増幅段の出力信号と目標値との比較に基づき調整され、
   該調整に対応する調整値が、前記２つの可調整増幅段のうち第２の増幅段（８）へも入力されることを特徴とする、トランスポンダ。
2. 前記の第１および第２の増幅段（７，８）はほぼ一致した調整特性を有する、請求項１記載のトランスポンダ。
3. 前記の両方の増幅段（７，８）はそれらの制御入力側（９，１０）を介して目標値発生器（１１）により制御可能であり、該目標値発生器（１１）の目標値はメモリ（１１）に格納されている、請求項１または２記載のトランスポンダ。
4. 各増幅段（７，８）の減衰特性は、当該トランスポンダ（３）の出力信号における区間減衰が前記第１の増幅段（７）の入力側における振幅に依存して有利には２乗（２次関数）的に強まるように調整可能である、請求項１〜３のいずれか１項記載のトランスポンダ。
5. 当該トランスポンダ（３）は車両（１）に設けられている、請求項１〜４のいずれか１項記載のトランスポンダ。
6. 当該トランスポンダ（３）は料金引き落としのために用いられる、請求項１〜５のいずれか１項記載のトランスポンダ。
7. 当該トランスポンダ（３）は交通管理技術の応用に利用される、請求項１〜６のいずれか１項記載のトランスポンダ。

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