JP4811097B2 - On-board antenna and automatic train stop system - Google Patents

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Description

この発明は、自動列車停止システムにおける列車と地上との間で相互に情報伝送を行うために用いる車上装置で送受信のための用いる車上アンテナに関するものである。また、当該車上アンテナを用いた自動列車停止システムに関するものである。   The present invention relates to an on-board antenna used for transmission and reception in an on-board device used for mutual information transmission between a train and the ground in an automatic train stop system. The present invention also relates to an automatic train stop system using the on-board antenna.

自動列車停止システムは、列車に設置された車上装置と地上に設置された地上装置とで構成され、車上装置に接続された車上アンテナと地上装置に接続された地上アンテナとの間で相互に情報伝送を行うことで、列車の運行制御を行うシステムである。低周波通信用としては変周方式のアンテナを用い、高周波通信用としてはトランスポンダ方式のアンテナを用いるため、車上装置に用いられる車上アンテナは、それぞれの方式に対応した車上アンテナを車両に設置しなければならない。   The automatic train stop system consists of an on-board device installed on the train and an on-ground device installed on the ground, and between the on-board antenna connected to the on-board device and the ground antenna connected to the ground device. It is a system that controls train operation by mutually transmitting information. Since a variable frequency antenna is used for low-frequency communication and a transponder antenna is used for high-frequency communication, the on-board antenna used for the on-board device must be equipped with an on-board antenna corresponding to each method. Must be installed.

特開平10−278797号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-278797 鉄道電気技術者のための信号概論、信号シリーズNO.7「ATS ATC」(日本鉄道電気技術協会発行)、51頁から53頁Introduction to Signals for Railway Electricians, Signal Series No.7 “ATS ATC” (published by Japan Railway Electrical Engineering Association), pages 51-53

従来、変周方式の車上アンテナとトランスポンダ式の車上アンテナとを近接設置して使用すると互いに干渉して送受信できなくなるとされてきた。特に、高周波通信用については従来から干渉対策がなされているが、低周波通信用の変周方式では、干渉対策が十分ではなかった。この互いの干渉を避けるためには、低周波通信用車上アンテナと高周波通信用車上アンテナとの間隔を十分に離す必要があり、例えば、非特許文献1には7m以上離して設置する必要があるとされており、列車の先頭下面と中央下面に低周波通信用の車上アンテナと高周波通信用の車上アンテナを設置するといった具合である。低周波通信用の車上アンテナと高周波通信用の車上アンテナとが離れて設置されるため、車両の限られたスペースに設置するには困難を極め、自動列車停止システムの車上装置の大型化を招くという問題点があった。   Conventionally, it has been said that when a variable frequency transmission type onboard antenna and a transponder type onboard antenna are installed close to each other and used, they cannot interfere with each other and transmit and receive. In particular, countermeasures for interference have been conventionally taken for high-frequency communication, but the frequency-dividing method for low-frequency communication has not been sufficient for countermeasures. In order to avoid mutual interference, it is necessary to sufficiently separate the low-frequency communication on-board antenna and the high-frequency communication on-board antenna. For example, in Non-Patent Document 1, it is necessary to install the antenna at a distance of 7 m or more. It is said that there is an on-board antenna for low-frequency communication and an on-board antenna for high-frequency communication on the front lower surface and center lower surface of the train. The on-board antenna for low-frequency communication and the on-board antenna for high-frequency communication are installed apart from each other, making it difficult to install in a limited space in the vehicle. There was a problem of inviting.

この発明に係る車上アンテナは、第一の平面円形コイル及び第二の平面円形コイルからなる低周波通信用コイルと、0の字コイルからなる高周波通信用コイルと、8の字コイルからなる電力供給用コイルとを備えた自動列車停止システム用の車上アンテナであって、低周波通信用コイルの中心点と高周波通信用コイルの中心点と電力供給用コイルの中心点とが重なるように配置され、第一の平面円形コイルの中心点と第二の平面円形コイルの中心点とを結んだ低周波通信用コイルの中心線と、0の字コイルを線対称に分割する高周波通信用コイルの中心線と、8の字を上下に分割する電力供給用コイルの中心線とが重なるように配置されたことを特徴とするものである。   The on-vehicle antenna according to the present invention includes a low-frequency communication coil composed of a first planar circular coil and a second planar circular coil, a high-frequency communication coil composed of a zero-shaped coil, and an electric power composed of an eight-shaped coil. An on-board antenna for an automatic train stop system equipped with a supply coil, arranged so that the center point of the low frequency communication coil, the center point of the high frequency communication coil, and the center point of the power supply coil overlap each other A center line of a low-frequency communication coil connecting the center point of the first planar circular coil and the center point of the second planar circular coil, and a high-frequency communication coil that divides the zero-shaped coil in line symmetry The center line and the center line of the power supply coil that vertically divides the figure 8 are arranged so as to overlap each other.

この発明に係る車上アンテナは、第一の平面円形コイル及び第二の平面円形コイルからなる低周波通信用コイルと、0の字コイルからなる高周波通信用コイルと、8の字コイルからなる電力供給用コイルとを備えた自動列車停止システム用の車上アンテナであって、低周波通信用コイルの中心点と高周波通信用コイルの中心点と電力供給用コイルの中心点とが重なるように配置され、第一の平面円形コイルの中心点と第二の平面円形コイルの中心点とを結んだ低周波通信用コイルの中心線と、0の字コイルを線対称に分割する高周波通信用コイルの中心線と、8の字を上下に分割する電力供給用コイルの中心線とが重なるように配置したので、車上アンテナを小型化でき、省スペース化を図ることができる。   The on-vehicle antenna according to the present invention includes a low-frequency communication coil composed of a first planar circular coil and a second planar circular coil, a high-frequency communication coil composed of a zero-shaped coil, and an electric power composed of an eight-shaped coil. An on-board antenna for an automatic train stop system equipped with a supply coil, arranged so that the center point of the low frequency communication coil, the center point of the high frequency communication coil, and the center point of the power supply coil overlap each other A center line of a low-frequency communication coil connecting the center point of the first planar circular coil and the center point of the second planar circular coil, and a high-frequency communication coil that divides the zero-shaped coil in line symmetry Since the center line and the center line of the power supply coil that vertically divides the figure 8 are arranged so as to overlap, the on-board antenna can be reduced in size and space can be saved.

実施の形態1.
図1は、自動列車停止システムの概略を示す図である。車上装置に設けられた車上アンテナ702は列車701の先頭の下面に取り付けられ、地上装置の地上アンテナ703は軌道704内に取り付けられる。自動列車停止システムは列車701に設置された車上装置と地上に設置された地上装置とで構成され、車上装置に接続された車上アンテナ702と地上装置に接続された地上アンテナ703との間で相互に情報伝送を行い列車の運行制御を行うシステムである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an automatic train stop system. The on-board antenna 702 provided in the on-board device is attached to the lower surface at the head of the train 701, and the ground antenna 703 of the ground device is attached in the track 704. The automatic train stop system includes an on-board device installed on the train 701 and a ground device installed on the ground, and includes an on-board antenna 702 connected to the on-board device and a ground antenna 703 connected to the ground device. It is a system that controls the train operation by transmitting information between each other.

図2は、車上アンテナ702の低周波通信用コイルの概略図である。低周波通信用コイル100は、送信コイル101と受信コイル102とで構成されている。送信コイル101と受信コイル102とは、それぞれ導線を同一直径で所定の数だけ巻いて構成されている。送信コイル101と受信コイル102とは、通信に支障をきたさない所定の範囲内で重畳している。L1は送信コイル101の中心点O1と受信コイル102の中心点O2を通る線であって、低周波通信用コイル100の中心線である。O3は低周波通信用コイル100の中心線L1上にあって、送信コイル101中心点O1と受信コイル102の中心点O2から等距離にある点で、低周波通信用コイル100の中心点である。L2は中心点O3を通り、中心線L1と直交する線分である。   FIG. 2 is a schematic diagram of the low frequency communication coil of the on-board antenna 702. The low frequency communication coil 100 includes a transmission coil 101 and a reception coil 102. The transmission coil 101 and the reception coil 102 are each configured by winding a predetermined number of conductive wires with the same diameter. The transmitting coil 101 and the receiving coil 102 are superimposed within a predetermined range that does not hinder communication. L1 is a line passing through the center point O1 of the transmission coil 101 and the center point O2 of the reception coil 102, and is the center line of the low frequency communication coil 100. O3 is on the center line L1 of the low-frequency communication coil 100 and is at the same distance from the center point O1 of the transmission coil 101 and the center point O2 of the reception coil 102, and is the center point of the low-frequency communication coil 100. . L2 is a line segment passing through the center point O3 and orthogonal to the center line L1.

従来の低周波通信用コイルは、線分L2が列車の進行方向と並行になるように配置されていた。これに対して、本発明においては、低周波通信用コイル100は低周波通信用コイル中心線L1が列車701の進行方向と並行となるように配置されている。よって、従来の低周波通信用コイルと設置される向きが90度異なることになる。   The conventional coil for low frequency communication has been arranged so that the line segment L2 is parallel to the traveling direction of the train. On the other hand, in the present invention, the low frequency communication coil 100 is arranged so that the low frequency communication coil center line L1 is parallel to the traveling direction of the train 701. Therefore, the installation direction differs from the conventional low frequency communication coil by 90 degrees.

車上アンテナ702は、低周波通信用には低周波通信用コイル100を用いて、いわゆる変周方式で通信を行っている。送信コイル101と受信コイル102とは、相互誘導に伴う結合度が低くなるように重畳して配置されている。車上装置は低周波通信用車上アンテナを用いて自走発振しており、低周波通信用車上アンテナと地上装置の地上アンテナコイルとが結合すると発振周波数が変化する。伝送情報と発振周波数を予め対応させ、地上と車上とで情報伝送をおこなうことができる。   The on-board antenna 702 uses the low-frequency communication coil 100 for low-frequency communication and performs communication by a so-called variable frequency method. The transmission coil 101 and the reception coil 102 are arranged so as to overlap each other so that the degree of coupling associated with mutual induction becomes low. The on-board device oscillates by itself using a low-frequency communication on-board antenna, and the oscillation frequency changes when the low-frequency communication on-board antenna and the ground antenna coil of the ground device are coupled. Information can be transmitted on the ground and on the vehicle by associating the transmission information with the oscillation frequency in advance.

図3は、車上アンテナ702の高周波通信用コイルの概略図である。高周波通信用コイル200は、導線をOの字に所定の数だけ巻いて構成されている。いわゆる0の字コイル(Oの字コイル)と呼ばれるものである。ここで、0の字(Oの字)と称しているが、図3にもあるように長方形状のコイル、方形のコイルである。ここでは、高周波通信用コイル200を送信用と受信用とで一つのコイルとして説明しているが、別々に構成して送信用コイルと受信用コイルとで二つに分けてもよい。   FIG. 3 is a schematic diagram of the high frequency communication coil of the on-vehicle antenna 702. The high-frequency communication coil 200 is configured by winding a predetermined number of conductive wires around an O-shape. This is a so-called zero-shaped coil (O-shaped coil). Here, although it is referred to as a letter “0” (a letter “O”), it is a rectangular coil or a square coil as shown in FIG. Here, although the high-frequency communication coil 200 is described as one coil for transmission and reception, it may be configured separately and divided into two for transmission coil and reception coil.

L3は高周波通信用コイル200の平行になっているどちらか一対の辺と垂直に交わり高周波通信用コイル200を二等分する線であり、高周波通信用コイル200の中心線である。O4は高周波通信用コイル200の中心点を示している。高周波通信用コイル200は高周波通信用コイル200の中心線L3が列車701の進行方向と並行となるように配置されている。すなわち、長方形状になっているコイルの一対の辺は、列車701の進行方向に向いており、他の一対の辺は進行方向に垂直となるように設置されることになる。   L3 is a line that intersects perpendicularly with either of the pair of sides that are parallel to the high-frequency communication coil 200 and bisects the high-frequency communication coil 200, and is a center line of the high-frequency communication coil 200. O4 indicates the center point of the high-frequency communication coil 200. The high frequency communication coil 200 is arranged such that the center line L3 of the high frequency communication coil 200 is parallel to the traveling direction of the train 701. That is, the pair of sides of the rectangular coil is oriented in the traveling direction of the train 701, and the other pair of sides is installed so as to be perpendicular to the traveling direction.

図4は、車上アンテナ702の電力供給用コイルの概略図である。電力供給用コイル300は導線を8の字状に所定の数だけ巻いて構成されている。いわゆる8の字コイルと呼ばれるものである。ここで、8の字状と称しているが、コイルの中心で導線が交差する構造のことをいっているに過ぎない。このため、8の字状と称しているが、コイルの4隅は直角になっている。O5は8の字の交点で電力供給用コイル中心点である。L4は8の字の交点を通過し8の字の両ループを線対称に二つのループに分割する線であり、電力供給用コイル300の中心線である。よって、中心線L4は、電力供給用コイル300の8の字を上下に分割して二つのループとする線となる。電力供給用コイル300は電力供給用コイル300の中心線L4が列車の進行方向と並行となるように配置されている。   FIG. 4 is a schematic diagram of the power supply coil of the on-board antenna 702. The power supply coil 300 is configured by winding a predetermined number of conductive wires in an 8-shaped form. This is a so-called 8-shaped coil. Here, although referred to as a figure-eight shape, it simply refers to a structure in which conductive wires intersect at the center of the coil. For this reason, although referred to as a figure-eight shape, the four corners of the coil are perpendicular. O5 is the center point of the power supply coil at the intersection of the figure 8. L 4 is a line that passes through the intersection of the figure 8 and divides both figure 8 loops into two symmetrically lines, and is the center line of the power supply coil 300. Therefore, the center line L4 is a line that divides the figure 8 of the power supply coil 300 vertically into two loops. The power supply coil 300 is arranged so that the center line L4 of the power supply coil 300 is parallel to the traveling direction of the train.

車上アンテナ702は、高周波通信用には高周波通信用コイル200と電力供給用コイル300を用いて、いわゆるトランスポンダ方式で通信を行っている。高周波通信にはトランスポンダを使用し、車上アンテナ702と地上アンテナ703との間でデジタル情報を伝送する。トランスポンダとは、トランスミッタ(送信機)とレスポンダ(応答機)とで構成される通信機器で、多情報を高品質かつ高速度で伝達する機能を有している。また、無電源の地上装置を駆動させるため、電力を供給するための電力波を電力供給用コイル300から放射している。   The on-vehicle antenna 702 uses the high-frequency communication coil 200 and the power supply coil 300 for high-frequency communication, and performs communication by a so-called transponder method. For high-frequency communication, a transponder is used to transmit digital information between the vehicle antenna 702 and the ground antenna 703. The transponder is a communication device composed of a transmitter (transmitter) and a responder (responder), and has a function of transmitting a large amount of information with high quality and high speed. Further, a power wave for supplying power is radiated from the power supply coil 300 in order to drive the ground device with no power supply.

図5,図6および図7は、車上アンテナの構成を説明するための概略図であり、車上アンテナの構成には種々の組合せがあることを説明するための図である。なお、車上アンテナの部品番号として、702と400とを用いているが、両者は同じものを指している。車上アンテナ702は車上アンテナの機能または役割を説明する際に主として用いており、一方、車上アンテナ400は車上アンテナの内部の構造を説明する際に主として用いているに過ぎない。   5, 6 and 7 are schematic diagrams for explaining the configuration of the on-board antenna, and are diagrams for explaining that there are various combinations in the configuration of the on-board antenna. In addition, although 702 and 400 are used as a part number of a vehicle-mounted antenna, both point to the same thing. The on-board antenna 702 is mainly used when explaining the function or role of the on-board antenna, while the on-board antenna 400 is only used mainly when explaining the internal structure of the on-board antenna.

また、図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することである。なお、部品番号が複雑に表示されることを避けるため、図5以下の図においては、部品番号の表示を省略して記載している箇所がある。また、明細書全文に表れている構成要素の形容は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。   Moreover, in the figure, what attached | subjected the same code | symbol is the same or it corresponds, and this is common in the whole text of a specification. In order to avoid displaying the part number in a complicated manner, the part numbers are not shown in FIG. 5 and subsequent drawings. Further, the description of the constituent elements appearing in the whole specification is merely an example and is not limited to these descriptions.

車上アンテナ400は、低周波通信用コイル100と高周波通信用コイル200と電力供給用コイル300とから構成されている。図において、低周波通信用コイル100の中心線L1と、高周波通信用コイル200の中心線L3と、電力供給用コイル300の中心線L4とが、重なるように配置される構成になっている。また、低周波通信用コイル100の中心点O3と、高周波通信用コイル200の中心点O4と、電力供給用コイル300の中心点O5とが、重なるように配置される構成になっている。このため、車上アンテナ400は、低周波通信用コイル100の面と高周波通信用コイル200の面と電力供給用コイル300の面とが、並行になるように重ねて配置されることになる。   The on-vehicle antenna 400 includes a low frequency communication coil 100, a high frequency communication coil 200, and a power supply coil 300. In the figure, the center line L1 of the low frequency communication coil 100, the center line L3 of the high frequency communication coil 200, and the center line L4 of the power supply coil 300 are arranged so as to overlap each other. Further, the center point O3 of the low-frequency communication coil 100, the center point O4 of the high-frequency communication coil 200, and the center point O5 of the power supply coil 300 are arranged so as to overlap each other. For this reason, the on-board antenna 400 is disposed so that the surface of the low frequency communication coil 100, the surface of the high frequency communication coil 200, and the surface of the power supply coil 300 are parallel to each other.

ここで、重要なことは、中心線L1,L3,L4が所定の平面に投影した場合に一致することであり、中心点O3,O4,O5が所定の平面に投影した場合に一致することである。よって、図5から図7のように、低周波通信用コイル100、高周波通信用コイル200、電力供給用コイル300のコイルの大きさが、常識の範囲内で異なってもよい。   Here, what is important is that the center lines L1, L3, and L4 match when projected onto a predetermined plane, and the center points O3, O4, and O5 match when projected onto a predetermined plane. is there. Therefore, as shown in FIGS. 5 to 7, the sizes of the low-frequency communication coil 100, the high-frequency communication coil 200, and the power supply coil 300 may be different within the range of common sense.

また、低周波通信用コイル100、高周波通信用コイル200、電力供給用コイル300コイルは、同等の性能を有する手段であれば導線以外で構成してもよい。例えば、プリント基板を用いて各コイルを構成してもよい。また、多層プリント基板を用いて各層に各コイルを作製し一枚のプリント基板で構成してもよい。   In addition, the low frequency communication coil 100, the high frequency communication coil 200, and the power supply coil 300 may be configured by means other than a conductive wire as long as they have equivalent performance. For example, you may comprise each coil using a printed circuit board. Alternatively, each coil may be formed in each layer using a multilayer printed board, and may be configured with a single printed board.

高周波通信用コイル200で受信されうる信号については、従来から干渉対策がなされている。一方、低周波通信用コイル100については十分な干渉対策がなされていなかった。そこで、以下では低周波通信用コイル100における干渉対策について説明する。なぜならば、低周波通信用コイル100における干渉の問題が改善すれば、高周波通信用コイル200と低周波通信用コイル100とを一体化してコンパクトな車上アンテナ400を実現できるからである。   Conventionally, interference countermeasures have been taken for signals that can be received by the high-frequency communication coil 200. On the other hand, sufficient interference countermeasures have not been taken for the low-frequency communication coil 100. Therefore, the countermeasure against interference in the low frequency communication coil 100 will be described below. This is because if the problem of interference in the low-frequency communication coil 100 is improved, the compact high-frequency antenna 400 can be realized by integrating the high-frequency communication coil 200 and the low-frequency communication coil 100.

図8,図9,図10,図11は、低周波通信用コイル100の受信コイル102で受信されうる信号の周波数スペクトルと帯域除去フィルタ特性を示す概念図である。横軸は周波数を示し、縦軸は低周波通信用コイル100で受信されうる信号の周波数スペクトルを示している。図8および図9は、車上アンテナ400,702の中心線L1,L3,L4が一致し、中心点O3,O4,O5が一致する場合である。一方、図10および図11は、車上アンテナ400,702の中心線L1,L3,L4が略一致し、中心点O3,O4,O5が略一致する場合である。ここで、略一致とは、中心線L1,L3,L4がずれている場合、中心点O3,O4,O5がずれている場合を指している。   8, FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11 are conceptual diagrams showing the frequency spectrum and band elimination filter characteristics of a signal that can be received by the receiving coil 102 of the low frequency communication coil 100. FIG. The horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the frequency spectrum of the signal that can be received by the low frequency communication coil 100. 8 and 9 show a case where the center lines L1, L3, and L4 of the on-board antennas 400 and 702 match and the center points O3, O4, and O5 match. On the other hand, FIGS. 10 and 11 show a case where the center lines L1, L3, L4 of the on-board antennas 400, 702 substantially match and the center points O3, O4, O5 approximately match. Here, “substantially coincide” refers to the case where the center lines L1, L3, L4 are shifted, and the case where the center points O3, O4, O5 are shifted.

低周波通信信号は70kHzから130kHzの帯域には低周波通信スペクトル501、電力供給信号は245kHzを中心とした帯域には電力供給スペクトル502,507、高周波通信信号は1.7kHzおよび3.0kHzを中心とした帯域には高周波通信スペクトル503が、それぞれスペクトルのピークとして存在している。   The low frequency communication signal has a low frequency communication spectrum 501 in the band from 70 kHz to 130 kHz, the power supply signal has a power supply spectrum 502 and 507 in the band centered on 245 kHz, and the high frequency communication signal has a center at 1.7 kHz and 3.0 kHz. The high-frequency communication spectrum 503 exists as a spectrum peak in each band.

図8では、帯域除去フィルタ特性504の特性をもつノッチフィルタを用いて電力供給スペクトル502と高周波通信スペクトル503を除去することができる。これとは別に、図9のようにして、帯域除去フィルタ特性505の特性を持つノッチフィルタと帯域除去フィルタ506の特性をもつローパスフィルタとを2段接続して、電力供給スペクトル502と高周波通信スペクトル503を除去することができる。   In FIG. 8, the power supply spectrum 502 and the high-frequency communication spectrum 503 can be removed using a notch filter having the band elimination filter characteristic 504. Separately, as shown in FIG. 9, a notch filter having the characteristics of the band elimination filter characteristic 505 and a low-pass filter having the characteristics of the band elimination filter 506 are connected in two stages, and the power supply spectrum 502 and the high frequency communication spectrum are connected. 503 can be removed.

なお、低周波通信用コイル100の受信コイル102の出力に電力供給用コイル300と高周波通信用コイル200とで送受信されている電力供給スペクトル502と高周波通信用スペクトル503とを除去する帯域除去フィルタを取り付けてもよい。   Note that a band elimination filter that removes the power supply spectrum 502 and the high frequency communication spectrum 503 transmitted and received between the power supply coil 300 and the high frequency communication coil 200 at the output of the reception coil 102 of the low frequency communication coil 100 is provided. It may be attached.

一方、車上アンテナ400,702の中心線L1,L3,L4が略一致し、中心点O3,O4,O5が略一致する場合である図10および図11においては、低周波通信スペクトル501、電力供給スペクトル507、高周波通信スペクトル503が観測される。中心線L1,L3,L4が略一致、中心点O3,O4,O5が略一致であるため、電力供給スペクトル507は、電力供給スペクトル502と比較して大きくなる。   On the other hand, in FIG. 10 and FIG. 11 in which the center lines L1, L3, and L4 of the on-board antennas 400 and 702 substantially match and the center points O3, O4, and O5 substantially match, the low frequency communication spectrum 501 and the power A supply spectrum 507 and a high-frequency communication spectrum 503 are observed. Since the center lines L1, L3, and L4 are substantially coincident and the center points O3, O4, and O5 are substantially coincident, the power supply spectrum 507 is larger than the power supply spectrum 502.

図10において、帯域除去フィルタ特性508の特性をもつノッチフィルタを用いて電力供給スペクトル507と高周波通信スペクトル503とを除去することができる。これとは別に、図11のようにして、帯域除去フィルタ特性509の特性を持つノッチフィルタと帯域除去フィルタ510の特性をもつローパスフィルタとを2段接続しても電力供給スペクトル507と高周波通信スペクトル503とを除去することができる。このように、帯域除去フィルタなどを用いることで車上アンテナ400の構成において、各コイルの中心線L1,L3,L4または中心点O3,O4,O5は、低周波通信および高周波通信に支障をきたさない所定の範囲内で離すことができることが分かる。   In FIG. 10, the power supply spectrum 507 and the high-frequency communication spectrum 503 can be removed using a notch filter having a band elimination filter characteristic 508. Separately, as shown in FIG. 11, the power supply spectrum 507 and the high-frequency communication spectrum are connected even if a notch filter having the characteristics of the band elimination filter 509 and a low pass filter having the characteristics of the band elimination filter 510 are connected in two stages. 503 can be removed. Thus, in the configuration of the on-board antenna 400 by using a band elimination filter or the like, the center lines L1, L3, L4 or the center points O3, O4, O5 of each coil interfere with low-frequency communication and high-frequency communication. It can be seen that they can be separated within a predetermined range.

高周波通信用コイル200および電力供給用コイル300による低周波通信用コイル100の出力に対する干渉を除去する干渉除去手段を備えることで、低周波通信用コイル100への干渉を除去できる。   By providing interference removing means for removing interference with the output of the low frequency communication coil 100 by the high frequency communication coil 200 and the power supply coil 300, interference with the low frequency communication coil 100 can be removed.

図12は、磁束の発生を説明するための図である。電力供給用コイル300に電流が流れると、8の字状に構成される二つのループで逆向きとなる磁束601が発生する。本実施の形態の車上アンテナ400は中心線L1で線対称の構造になっているため、例えば、低周波通信用コイル100の送信コイル101は、中心線L1に対して向きは反対で絶対値が同じ磁束601が発生するため、送信コイル101内でも送信コイル101外でも磁束601のトータルは打ち消しあうことで0になる。車上アンテナ400は中心線L1で線対称の構造になっているため、同様に低周波通信用コイル100の受信コイル102および高周波通信用コイル200でも、磁束601は打ち消しあうことになる。つまり、低周波通信用コイル100で発生する磁束と電力供給用コイル300で発生する磁束601とが打ち消しあうことができる。また、高周波通信用コイル200で発生する磁束と電力供給用コイル300で発生する磁束601とが打ち消しあうことができる。   FIG. 12 is a diagram for explaining generation of magnetic flux. When a current flows through the power supply coil 300, a magnetic flux 601 is generated in the opposite direction in two loops configured in an 8-shape. Since the on-board antenna 400 of the present embodiment has a line-symmetric structure with respect to the center line L1, for example, the transmission coil 101 of the low frequency communication coil 100 is opposite in direction to the center line L1 and has an absolute value. Since the same magnetic flux 601 is generated, the total of the magnetic flux 601 is zero by canceling out both inside and outside the transmission coil 101. Since the on-board antenna 400 has a symmetrical structure with respect to the center line L1, similarly, the magnetic flux 601 cancels out also in the receiving coil 102 of the low frequency communication coil 100 and the high frequency communication coil 200. That is, the magnetic flux generated by the low frequency communication coil 100 and the magnetic flux 601 generated by the power supply coil 300 can be canceled out. Further, the magnetic flux generated in the high-frequency communication coil 200 and the magnetic flux 601 generated in the power supply coil 300 can cancel each other.

本実施の形態によれば、電力供給スペクトル502は、低周波通信用コイル100を通過する電力供給用コイル300で発生した磁束601の総和を車上装置の動作および通信に影響を及ぼさないレベルまで減少させるように、高周波通信用コイル200と電力供給コイル300とを配置することになる。これによって、低周波通信と高周波通信とを同時に行うことができる。   According to the present embodiment, the power supply spectrum 502 is such that the sum of the magnetic fluxes 601 generated by the power supply coil 300 passing through the low frequency communication coil 100 does not affect the operation and communication of the on-board device. The high-frequency communication coil 200 and the power supply coil 300 are arranged so as to decrease. Thereby, low frequency communication and high frequency communication can be performed simultaneously.

以上のように、車上アンテナは、第一の平面円形コイル及び第二の平面円形コイルからなる低周波通信用コイルと、0の字コイルからなる高周波通信用コイルと、8の字コイルからなる電力供給用コイルとを添えた自動列車停止システム用の車上アンテナであって、低周波通信用コイルの中心点と高周波通信用コイルの中心点と電力供給用コイルの中心点とが重なるように配置され、第一の平面円形コイルの中心点と第二の平面円形コイルの中心点とを結んだ低周波通信用コイルの中心線と、0の字コイルを線対称に分割する高周波通信用コイルの中心線と、8の字を上下に分割する電力供給用コイルの中心線とが重なるように配置したので、車上アンテナを小型化でき、省スペース化を図ることができる。   As described above, the on-board antenna is composed of the low-frequency communication coil including the first planar circular coil and the second planar circular coil, the high-frequency communication coil including the zero-shaped coil, and the 8-shaped coil. An on-board antenna for an automatic train stop system with a power supply coil so that the center point of the low frequency communication coil, the center point of the high frequency communication coil, and the center point of the power supply coil overlap. The center line of the low frequency communication coil arranged and connecting the center point of the first planar circular coil and the center point of the second planar circular coil, and the coil for high frequency communication that divides the zero-shaped coil in line symmetry Is arranged so that the center line of the power supply coil that divides the figure 8 vertically is overlapped, so that the on-board antenna can be reduced in size and space can be saved.

また、低周波通信用コイルの面と高周波通信用コイルの面と電力供給用コイルの面とが並行になるように配置されことで、さらに車上アンテナを小型化でき、省スペース化を図ることができる。   In addition, the on-board antenna can be further miniaturized and space-saving can be achieved by arranging the surface of the coil for low frequency communication, the surface of the coil for high frequency communication and the surface of the coil for power supply in parallel. Can do.

さらに、低周波通信用コイルで発生する磁束と電力供給用コイルで発生する磁束とが打ち消しあい、高周波通信用コイルで発生する磁束と電力供給用コイルで発生する磁束とが打ち消しあうことができる。   Further, the magnetic flux generated in the low frequency communication coil and the magnetic flux generated in the power supply coil cancel each other, and the magnetic flux generated in the high frequency communication coil and the magnetic flux generated in the power supply coil can cancel each other.

また、高周波通信用コイルおよび電力供給用コイルによる低周波通信用コイルの出力に対する干渉を除去する干渉除去手段を備えたので、低周波通信用コイルへの干渉を除去できる。   Further, since the interference removing means for removing the interference with the output of the low frequency communication coil by the high frequency communication coil and the power supply coil is provided, the interference to the low frequency communication coil can be removed.

さらに、低周波通信用コイルの中心線は、列車の進行方向に並行するように配置されることで、車上アンテナを一カ所に集約することがで、小型化でき、省スペース化を図ることができる。   Furthermore, the center line of the coil for low-frequency communication can be arranged in parallel with the traveling direction of the train, so that the antennas on the vehicle can be concentrated in one place, which can reduce the size and save space. Can do.

本実施の形態の車上アンテナを用いた自動列車停止システムとすることで、一台の車上アンテナで変周方式とトランスポンダ方式に対応できるようになる。また、小型化でき、省スペース化を図ることで、費用も安くなる。   By adopting the automatic train stop system using the on-board antenna of the present embodiment, it becomes possible to deal with the variable speed method and the transponder method with a single on-board antenna. Also, the cost can be reduced by downsizing and space saving.

自動列車停止システムの概略を示す図である。It is a figure showing the outline of an automatic train stop system. 車上アンテナの低周波通信用コイルの概略図である。It is the schematic of the coil for low frequency communication of a vehicle-mounted antenna. 車上アンテナの高周波通信用コイルの概略図である。It is the schematic of the coil for high frequency communications of a vehicle-mounted antenna. 車上アンテナの電力供給用コイルの概略図である。It is the schematic of the coil for electric power supply of a vehicle-mounted antenna. 車上アンテナの構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of a vehicle-mounted antenna. 車上アンテナの構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of a vehicle-mounted antenna. 車上アンテナの構成を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of a vehicle-mounted antenna. 周波数スペクトルと帯域除去フィルタ特性を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a frequency spectrum and a band elimination filter characteristic. 周波数スペクトルと帯域除去フィルタ特性を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a frequency spectrum and a band elimination filter characteristic. 周波数スペクトルと帯域除去フィルタ特性を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a frequency spectrum and a band elimination filter characteristic. 周波数スペクトルと帯域除去フィルタ特性を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a frequency spectrum and a band elimination filter characteristic. 磁束の発生を説明するための図である。It is a figure for demonstrating generation | occurrence | production of magnetic flux.

符号の説明Explanation of symbols

100 低周波通信用コイル、101 送信コイル、102 受信コイル、200 高周波通信用コイル、300 電力供給用コイル、400 車上アンテナ、501 低周波通信スペクトル、502 電力供給スペクトル、503 高周波通信スペクトル、
504 帯域除去フィルタ特性、505 帯域除去フィルタ特性、506 帯域除去フィルタ特性、507 電力供給スペクトル、508 帯域除去フィルタ特性、509 帯域除去フィルタ特性、510 帯域除去フィルタ特性、601 磁束、701 列車、702 車上アンテナ、703 地上アンテナ、704 軌道、O1 送信コイル中心点、O2 受信コイル中心点、O3 低周波通信用コイル中心点、O4 高周波通信用コイル中心点、O5 電力供給用コイル中心点、L1 低周波通信用コイル中心線、L2 低周波通信用コイル中心線と直交する線、L3 高周波通信用コイル中心線、L4 電力供給用コイル中心線。
100 Coil for low frequency communication, 101 Transmitting coil, 102 Receiver coil, 200 Coil for high frequency communication, 300 Coil for power supply, 400 On-board antenna, 501 Low frequency communication spectrum, 502 Power supply spectrum, 503 High frequency communication spectrum,
504 Band elimination filter characteristics, 505 Band elimination filter characteristics, 506 Band elimination filter characteristics, 507 Power supply spectrum, 508 Band elimination filter characteristics, 509 Band elimination filter characteristics, 510 Band elimination filter characteristics, 601 Magnetic flux, 701 train, 702 On-vehicle Antenna, 703 Ground antenna, 704 orbit, O1 transmitting coil center point, O2 receiving coil center point, O3 low frequency communication coil center point, O4 high frequency communication coil center point, O5 power supply coil center point, L1 low frequency communication Coil center line, L2 Line orthogonal to coil center line for low frequency communication, L3 Coil center line for high frequency communication, L4 Coil center line for power supply.

Claims (6)

第一の平面円形コイル及び第二の平面円形コイルからなる低周波通信用コイルと、0の字コイルからなる高周波通信用コイルと、8の字コイルからなる電力供給用コイルとを備えた自動列車停止装置用の車上アンテナであって、
前記低周波通信用コイルの中心点と前記高周波通信用コイルの中心点と前記電力供給用コイルの中心点とが重なるように配置され、
前記第一の平面円形コイルの中心点と前記第二の平面円形コイルの中心点とを結んだ前記低周波通信用コイルの中心線と、前記0の字コイルを線対称に分割する高周波通信用コイルの中心線と、前記8の字を上下に分割する電力供給用コイルの中心線とが重なるように配置されたことを特徴とする車上アンテナ。
An automatic train comprising a low-frequency communication coil composed of a first planar circular coil and a second planar circular coil, a high-frequency communication coil composed of a zero-shaped coil, and a power supply coil composed of an eight-shaped coil An on-board antenna for a stop device,
The center point of the low-frequency communication coil, the center point of the high-frequency communication coil and the center point of the power supply coil are arranged to overlap,
A center line of the low-frequency communication coil connecting the center point of the first planar circular coil and the center point of the second planar circular coil, and high-frequency communication for dividing the zero-shaped coil line-symmetrically An on-vehicle antenna, wherein a center line of a coil and a center line of a power supply coil that divides the figure 8 vertically are overlapped.
低周波通信用コイルの面と高周波通信用コイルの面と電力供給用コイルの面とが並行になるように配置されたことを特徴とする請求項1に記載の車上アンテナ。 The on-vehicle antenna according to claim 1, wherein the surface of the low-frequency communication coil, the surface of the high-frequency communication coil, and the surface of the power supply coil are arranged in parallel. 低周波通信用コイルで発生する磁束と電力供給用コイルで発生する磁束とが打ち消しあい、
高周波通信用コイルで発生する磁束と前記電力供給用コイルで発生する磁束とが打ち消しあうことを特徴とする請求項1または2に記載の車上アンテナ。
The magnetic flux generated in the low frequency communication coil and the magnetic flux generated in the power supply coil cancel each other.
The on-vehicle antenna according to claim 1 or 2, wherein the magnetic flux generated by the high-frequency communication coil and the magnetic flux generated by the power supply coil cancel each other.
高周波通信用コイルおよび電力供給用コイルによる低周波通信用コイルの出力に対する干渉を除去する干渉除去手段を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車上アンテナ。 The on-vehicle antenna according to any one of claims 1 to 3, further comprising interference removing means for removing interference with an output of the low frequency communication coil by the high frequency communication coil and the power supply coil. 低周波通信用コイルの中心線は、列車の進行方向に並行するように配置されたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の車上アンテナ。 The on-board antenna according to any one of claims 1 to 4, wherein the center line of the low-frequency communication coil is arranged in parallel with the traveling direction of the train. 請求項1から5のいずれかに記載の車上アンテナを用いたことを特徴とする自動列車停止システム。
An automatic train stop system using the on-board antenna according to any one of claims 1 to 5.
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