JP4615993B2 - 車上ａｔｃ受信装置及び列車の速度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、地上装置より軌道に送信した列車の制限速度信号を受信して列車の速度制御を行う列車の信号保安装置に係わり、特に、特定の２周波数帯の信号を高感度で受信するのに好適な車上ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）受信装置に関する。

従来の車上ＡＴＣ受信装置の概要を図７および図８を用いて説明する。図７は地上ＡＴＣ装置を含めた従来の車上ＡＴＣ受信装置のブロック図、図８は車上ＡＴＣ受信装置の受信特性である。

車上ＡＴＣ受信装置１は、２台の受電器１１ａ，１１ｂ、加算器１２、受信回路１４を有している。地上ＡＴＣ装置は、現行ＡＴＣ信号送信器５１と、新ＡＴＣ信号送信器５２と、重畳フィルタ５３と、整合トランス５４を有しており、軌道回路８ａ，８ｂへ現行ＡＴＣ信号と新ＡＴＣ信号を送信する。

信号システム更新時などにおいては、車上ＡＴＣ受信装置では現行ＡＴＣ信号と新ＡＴＣ信号の２周波数の信号を受信することが必要となる。この場合、地上ＡＴＣ装置は、現行ＡＴＣ信号送信器５１から周波数ｆ１の現行ＡＴＣ信号Ｔ１を送信する。一方、新ＡＴＣ信号送信器５２から周波数ｆ２の新ＡＴＣ信号Ｔ２を送信する。この送信信号Ｔ１，Ｔ２は重畳フィルタ５３で加算され２周波数成分をもつ信号Ｔとなる。この信号Ｔは整合トランス５４を介して軌道回路８ａ，８ｂへ送信される。

車上ＡＴＣ受信装置では受電器１ａ，１ｂでＡＴＣ信号Ｔを受信し、信号Ｒ１，Ｒ２として加算回路２へ出力する。加算回路２ではこの受信信号Ｒ１，Ｒ２を加算し、受信信号Ｒを出力する。この受信信号を受信回路４にて検波復調処理を行い現行ＡＴＣ信号および新ＡＴＣ信号の受信処理を行っていた。

図８に車上ＡＴＣ受信装置の受信特性を示す。この受信特性３５では、受信周波数ｆと受信レベルの関係が一定ではないことから、例えば、２周波数帯の信号受信を行う場合、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２では受信レベルが異なり、受信レベルが低下する第１の周波数ｆ１では信号のＳ／Ｎが低下するという問題があった。

本発明の目的は、２周波数帯の信号受信を行う車上ＡＴＣ受信装置において、２周波数帯に極大値をもつように双極並列共振回路を付加することにより、特定の２周波数帯に受信感度の高い車上ＡＴＣ受信装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、以下の手段を用いる。受電器の負荷に双極共振回路を接続し、第１の周波数帯と第２の周波数帯に極大値をもつ受信特性を得る。得られた受信特性を用いてＡＴＣ信号を受信処理する手法を用いる。このような手段により、２周波数帯の信号を受信する車上ＡＴＣ受信装置において２周波数帯に受信感度の高い車上ＡＴＣ受信装置を提供することが可能となる。

すなわち、本発明は、送信信号を受信し第１の周波数帯に共振特性をもつ複数の第１の受電器と、送信信号を受信し第２の周波数帯に共振特性をもつ複数の第２の受電器と、前記第１の受電器のそれぞれの出力を加算する第１の加算回路と、前記第２の受電器のそれぞれの出力を加算する第２の加算回路と、前記第１の加算回路と接続され共振コンデンサにより第１の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第１の共振回路と、前記第２の加算回路と接続され共振コンデンサにより第２の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第２の共振回路と、前記第１の共振回路から出力される信号と前記第２の共振回路から出力される信号を加算する重畳回路とを備えて特定の２周波数帯の信号を高感度で受信することを特徴とする車上ＡＴＣ受信装置である。

また、本発明は、第１の周波数帯を受信可能な第１の受電コイルと第２の周波数帯を受信可能な第２の受電コイルとを有する複数の受電器と、前記第１の受電コイルのそれぞれの出力を加算する第１の加算回路と、前記第２の受電コイルのそれぞれの出力を加算する第２の加算回路と、前記第１の加算回路と接続され共振コンデンサにより第１の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第１の共振回路と、前記第２の加算回路と接続され共振コンデンサにより第２の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第２の共振回路と、前記第１の共振回路から出力される信号と前記第２の共振回路から出力される信号を加算する重畳回路とを備えて特定の２周波数帯の信号を高感度で受信することを特徴とする車上ＡＴＣ受信装置である。さらに、本発明は、上記車上ＡＴＣ受信装置を列車の速度制御手段として構成した列車の速度制御装置である。

（作用）
第１のコンデンサと第１のインダクタンスを直列接続した素子と第２のコンデンサを並列接続した双極共振回路を受電器の負荷として接続する。受電器と双極共振回路との並列共振特性により、２周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる。得られた受信特性を用いて、ＡＴＣ信号の受信処理を行う。このような手法により、２周波数帯の信号受信を行う車上ＡＴＣ受信装置において２周波数帯に受信感度の高い車上ＡＴＣ受信装置を実現することが可能となる。

以上、説明したように、本発明の車上ＡＴＣ受信装置によれば、受電器の負荷に双極共振回路を接続し、第１の周波数帯と第２の周波数帯に極大値をもつ受信特性を得ることができ、得られた受信特性を用いてＡＴＣ信号を受信処理する手法を採用することにより、２周波数帯に受信感度の高い車上ＡＴＣ受信装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施例を、図を用いて説明する。まず、本発明の第１の実施例を図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施例の車上ＡＴＣ受信装置の構成を説明するブロック図である。図２は、本発明に用いる双極共振回路の回路図である。図３は、図２の双極共振回路を用いた車上ＡＴＣ受信装置の受信特性である。

本発明の車上ＡＴＣ受信装置１は、２台の受電器１１ａ，１１ｂと、加算器１２と、双極共振回路１３と、受信回路１４を有している。図示を省略した地上ＡＴＣ装置は、図７の従来装置と同様の構成を有している。

図２を用いて、上記双極受信回路１３の具体的な回路構成を説明する。双極共振回路１３は、例えば、第１のコンデンサＣ１と第１のインダクタンスＬ１の直列接続回路に第２のコンデンサＣ２を並列接続した構成となっており、受電器１ａ，１ｂのインダクタンスとの並列共振により、図３に示す周波数ｆ１、ｆ２に共振周波数を有する双極共振特性３４が得られる。

受電器１１ａ，１１ｂは、軌道回路８ａ，８ｂに流れているＡＴＣ信号を受信し、信号Ｒ１，Ｒ２として加算回路１２へ出力する。加算回路１２では受信信号Ｒ１，Ｒ２を加算し受信信号Ｒを出力する。加算回路１２は双極共振回路１３と接続されており、並列共振特性により、第１の周波数帯ｆ１と第２の周波数帯ｆ２に極大値をもつ信号の受信特性３４が得られる。最終的にこの双極共振特性をもつ回路で受信した信号は、受信回路１４にて検波復調処理を行いＡＴＣ信号の受信処理を行う。

したがって、この車上ＡＴＣ受信装置１は、受信信号の第１の周波数帯ｆ１と第２の周波数帯ｆ２の受信レベルを同一レベルでかつ高感度で受信できる。

次に、本発明の車上ＡＴＣ受信装置の第２の実施例を、図４を用いて説明する。この実施例にかかる車上ＡＴＣ受信装置１は、第１の周波数ｆ１に共振点をもつ特性の第１の受電器１１ａ−１，１１ｂ−１と、第２の周波数ｆ２に共振点をもつ特性の第２の受電器１１ａ−２、１１ｂ−２を組合せて、２周波数帯（ｆ１，ｆ２）の信号を受信する車上ＡＴＣ受信装置である。

車上ＡＴＣ受信装置１は、第１の周波数ｆ１に共振点をもつ特性の第１の受電器１１ａ−１，１１ｂ−１と、第２の周波数ｆ２に共振点をもつ特性の第２の受電器１１ａ−２、１１ｂ−２と、第１の受電器１１ａ−１，１１ｂ−１の出力を加算する第１の加算器１２−１と、第２の受電器１１ａ−２、１１ｂ−２の出力を加算する第２の加算器１２−２と、第１の加算器１２−１の出力に接続される共振周波数ｆ１を有する第１の共振回路１６−１と、第２の加算器１２−２の出力に接続される共振周波数ｆ２を有する第２の共振回路１６−２と、第１の共振回路１６−１の出力と第２の共振回路１６−２の出力を重畳する重畳回路１７と、受信器１４とを有している。

第１の受電器１１ａ−１，１１ｂ−１は、第１の加算回路１２―１を介して第１の共振回路１６―１に接続されている。第１の共振回路１６―１は、共振周波数がｆ１となるように選択した共振コンデンサから構成したもので共振特性により第１の周波数帯ｆ１に極大値をもつ信号の受信特性が得られる。

一方、第２の受電器１１ａ−２，１１ｂ−２は、第２の加算回路１２―２を介して第２の共振回路１６―２に接続されている。第２の共振回路１６―２は共振周波数がｆ２となるように選択した共振コンデンサから構成したもので共振特性により第２の周波数帯ｆ２に極大値をもつ受信特性が得られる。

この共振周波数ｆ１の第１の共振回路１６―１から出力される信号Ｒ３と共振周波数ｆ２の第２の共振回路１６―２から出力される信号Ｒ４は、重畳回路１７で加算され受信信号Ｒを出力する。

以上のような回路構成により、第１の周波数帯ｆ１と第２の周波数帯ｆ２の信号を高感度で受信できる。

次に、本発明の車上ＡＴＣ受信装置の第３実施例を、図５を用いて説明する。この実施例は、２つの受電コイルで構成した１対の受電器により２周波数帯の信号受信を可能したものである。受電器１１ａは２つの受電コイル１１１ａ−１、１１１ａ−２で、受電器１１ｂは２つの受電コイル１１１ｂ−１、１１１ｂ−２で構成されている。ここで、受電コイル１１１ａ−１，１１１ｂ−１は第１の加算回路１２―１を介して第１の共振回路１６―１に接続されている。第１の共振回路１６―１は共振周波数がｆ１となるように選択した共振コンデンサから構成したもので共振特性により第１の周波数帯ｆ１に極大値をもつ信号の受信特性が得られる。

一方、受電コイル１１１ａ−２，１１１ｂ−２は第２の加算回路１２―２を介して第２の共振回路１６―２に接続されている。第２の共振回路１６―２は共振周波数がｆ２となるように選択した共振コンデンサから構成したもので共振特性により第２の周波数帯ｆ２に極大値をもつ信号の受信特性が得られる。

この共振周波数ｆ１の第１の共振回路１６―１から出力される信号Ｒ３と共振周波数ｆ２の第２の共振回路１６―２から出力される信号Ｒ４は重畳回路１７で加算され受信信号Ｒを出力する。これ以降の処理は、第２実施例と同様であるのでここでの説明は省略する。

次に、本発明の車上ＡＴＣ受信装置を用いた列車速度制御装置の構成を、図６を用いて説明する。図６は本発明の車上ＡＴＣ受信装置（図１／４／５）を列車の制御装置として適用した例である。列車３には、速度を自動的に制御する列車速度制御装置１００が搭載されている。列車速度制御装置１００は、受電器１１と、ＡＴＣ受信部（車上ＡＴＣ受信装置）１と、車内信号表示部１８と、ＡＴＣ制御部１９を有している。列車速度制御装置１００は、軌道８に送信されたＡＴＣ信号を受信し、列車の速度を制御するものである。軌道８には速度情報に対応した２周波数帯のＡＴＣ信号が送信されている。受電器１１ではこのＡＴＣ信号を受信し、ＡＴＣ受信部（車上ＡＴＣ受信装置）１に出力する。ＡＴＣ受信部（車上ＡＴＣ受信装置）１は、２周波数帯の信号受信機能を備えており、ＡＴＣ信号を受信しＡＴＣ制御部１９へ出力する。ＡＴＣ制御部１９では、列車速度と受信したデータから得た制限速度信号とを比較し、ブレーキ出力を出力する。また、列車速度およびその他の情報を車内信号表示部１８に表示する。

本発明にかかる車上ＡＴＣ受信装置の構成を説明するブロック図（第１の実施例）。 本発明の第１の実施例に用いる双極共振回路の構成を説明する回路図。 本発明にかかる車上ＡＴＣ受信装置の受信特性（第１の実施例）。 本発明にかかる車上ＡＴＣ受信装置の構成を説明するブロック図（第２の実施例）。 本発明にかかる車上ＡＴＣ受信装置の構成を説明するブロック図（第３の実施例）。 本発明にかかる車上ＡＴＣ受信装置を用いた列車速度制御装置の構成を説明するブロック図。 従来技術の車上ＡＴＣ受信装置の構成を説明するブロック図。 従来技術の車上ＡＴＣ受信装置の受信特性。

符号の説明

１：車上ＡＴＣ受信装置
１１：受電器
１２：加算回路
１３：双極共振回路
１４：受信回路
１６：共振回路
１７：重畳回路
１８：車内信号表示部
１９：ＡＴＣ制御部
３：列車
５１：現行ＡＴＣ信号送信器
５２：新ＡＴＣ信号送信器
５３：重畳フィルタ
５４：整合トランス
８：軌道回路
１００：列車速度制御装置
１１１：受電コイル

Claims (3)

1. 送信信号を受信し第１の周波数帯に共振特性をもつ複数の第１の受電器と、送信信号を受信し第２の周波数帯に共振特性をもつ複数の第２の受電器と、前記第１の受電器のそれぞれの出力を加算する第１の加算回路と、前記第２の受電器のそれぞれの出力を加算する第２の加算回路と、前記第１の加算回路と接続され共振コンデンサにより第１の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第１の共振回路と、前記第２の加算回路と接続され共振コンデンサにより第２の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第２の共振回路と、前記第１の共振回路から出力される信号と前記第２の共振回路から出力される信号を加算する重畳回路とを備えて特定の２周波数帯の信号を高感度で受信することを特徴とする車上ＡＴＣ受信装置。
2. 第１の周波数帯を受信可能な第１の受電コイルと第２の周波数帯を受信可能な第２の受電コイルとを有する複数の受電器と、前記第１の受電コイルのそれぞれの出力を加算する第１の加算回路と、前記第２の受電コイルのそれぞれの出力を加算する第２の加算回路と、前記第１の加算回路と接続され共振コンデンサにより第１の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第１の共振回路と、前記第２の加算回路と接続され共振コンデンサにより第２の周波数帯に極大値をもつ信号の受信特性が得られる第２の共振回路と、前記第１の共振回路から出力される信号と前記第２の共振回路から出力される信号を加算する重畳回路とを備えて特定の２周波数帯の信号を高感度で受信することを特徴とする車上ＡＴＣ受信装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車上ＡＴＣ受信装置を列車の速度制御手段として構成した列車の速度制御装置。

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