JPH05281346A

JPH05281346A - 移動体識別装置

Info

Publication number: JPH05281346A
Application number: JP7951492A
Authority: JP
Inventors: Takuya Fujimoto; 卓也藤本; Masao Mizuno; 雅男水野
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-04-01
Filing date: 1992-04-01
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】広い領域に複数の応答器が存在する場合であ
っても、電波の干渉がなく、少ない電力で正確なデータ
の読み書きを実行し得る移動体識別装置を提供すること
を目的とする。【構成】質問器２側のアンテナ１から移動体Ａの応答
器４へ電波を放射し、非接触でデータの読み書きを行う
ものにおいて、複数のアンテナエレメント１１ａ・・・
１１ｄがそれぞれ各位相器１２ａ・・・１２ｄに接続さ
れてなるアンテナ１と、各位相器に電気的に接続され、
各位相器に高周波信号を送出する質問器２と、各位相器
に電気的に接続され、各位相器に制御信号を送出して前
記高周波信号の位相を変化させ、上記アンテナエレメン
トが発射する電波の位相面を制御する制御部３とからな
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁波を用いて非接
触でデータの読み書きを行う移動体識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動体識別装置は、例えばコンベ
ア上を移送される製品に応答器を配備し、コンベア側に
固定した質問器のアンテナから電波を放射して、質問器
と応答器との間でデータの読み書きを実行するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来の移動体識
別装置は、応答器と質問器とが至近距離、例えば０．５
ｍ乃至２．０ｍ程度の近距離間でデータを読み書きする
ものである。従って、例えば図７で示すように、３車線
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の道路Ｌ上を走行する車両（移動体）
Ａと、路肩に設置される質問器（アンテナ１）２との間
のように比較的遠距離間（５ｍ乃至１０ｍ間）で、デー
タの読み書きを実行する場合は、種々の不利があった。
つまり、従来の装置ではアンテナ１から３車線の道路Ｌ
全てを、データ通信範囲にしようとすると、ビームＢ４
のような広い指向特性をもったアンテナを使用しなけれ
ばならない。しかし、このような広い指向特性のアンテ
ナを使用すると、アンテナに供給する高周波電力を大き
くすると共に、受信機の感度をあげる必要がある許かり
でなく、雑音に対しても弱くなる。また、ビームＢ４が
広いため、応答器４を搭載した複数の車両Ａが同時に通
信範囲に入ると、電波干渉のために応答器４のデータを
正確に読み取れなくなる等の不利がある。一方、各車線
それぞれにアンテナを設置することも考えられる。この
場合、各アンテナの周波数が干渉しないように、それぞ
れ周波数の離れた３種類の周波数を必要とする許かりで
なく、アンテナ設置コストが上がる等、実際上、採用し
得ない。

【０００４】この発明は、以上のような課題を解消さ
せ、広い領域に複数の応答器が存在する場合であって
も、電波の干渉がなく、少ない電力で正確なデータの読
み書きを実行し得る移動体識別装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】この目的を達成
させるために、この発明の移動体識別装置では、次のよ
うな構成としている。移動体識別装置は、質問器側のア
ンテナから移動体の応答器へ電波を放射し、非接触でデ
ータの読み書きを行うものにおいて、複数のアンテナエ
レメントがそれぞれ各位相器に接続されてなるアンテナ
と、各位相器に電気的に接続され、各位相器に高周波信
号を送出する質問器と、各位相器に電気的に接続され、
各位相器に制御信号を送出して前記高周波信号の位相を
変化させ、上記アンテナエレメントが発射する電波の位
相面を制御する制御部とから成ることを特徴としてい
る。

【０００６】このような構成を有する移動体識別装置で
は、各アンテナエレメントに供給する電磁波の位相をコ
ントロールし、主ビーム方向を変化させることが出来る
時分割マルチビームアンテナを使用している。つまり、
アンテナの指向角を狭くし、主ビーム方向を電気的に制
御し、アンテナが発射する指向角の狭い電波の放射方向
を振ることで、データ通信範囲を広げる。従って、比較
的遠距離（例えば５ｍ乃至１０ｍの距離）であって、且
つ広い領域に複数の応答器が存在する場合であっても、
応答器間の電波干渉がなく、且つ小さい電力消費で正確
なデータの読み書きを実行し得る。

【０００７】

【実施例】図７は、この発明に係る移動体識別装置を、
路上Ｌを走行する車両Ａの通行料金自動徴収システムに
利用した例を示している。移動体識別装置は、それぞれ
各位相器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに接続された
複数のアンテナエレメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１
１ｄを備えるアンテナ１と、各位相器に電気的に接続さ
れ、各位相器に高周波信号を送出する質問器２と、各位
相器に電気的に接続され、各位相器に制御信号を送出し
て前記高周波信号の位相を変化させ、上記アンテナエレ
メントが発射する電波の位相面を制御する制御部３とか
ら成る。

【０００８】移動体（車両）Ａには、応答器４が搭載し
てあり、この応答器４には通行料金徴収のためのデータ
が記憶させてある。質問器２が、応答器４からデータを
読み取り、この読み取りデータに基づいて通行料金が自
動徴収される。

【０００９】アンテナ１は、図３及び図４で示すよう
に、２枚の平板状アルミニュウム板１３、１３を、介在
固定具１６を介して一定間隔を開いて取付け、各アルミ
ニュウム板１３、１３の外面に誘電体１４、１４を取付
け、一方の誘電体１４の外面には銅箔によってアンテナ
エレメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄをパターン
形成している。そして、他方の誘電体１４の外面には位
相器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを配備している。
この各位相器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、対応
する各アンテナエレメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１
１ｄと金属棒１５により電気的に接続されている。図３
で示すように、各アンテナエレメント１１ａ、１１ｂ、
１１ｃ、１１ｄは、実施例ではそれぞれ４つのパッド部
をもっている。また、図３の場合、アンテナ１から放射
される電波は、垂直偏波で水平方向に主ビームが振れる
ようになる。

【００１０】図１は、上記アンテナ１の主ビームを変化
させる原理説明図である。質問器２及びアンテナ制御部
３は、それぞれ上記各位相器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、
１２ｄに電気的に接続されている。そして、質問器２か
ら送出された高周波信号は、各アンテナエレメント１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに接続されている各位相器
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに入力される。各位相
器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄには、アンテナ制御
回路部３から送られてくる制御信号によって質問器２か
ら送られてくる高周波信号の位相を変化させる機能を有
している。図１では、位相器１２ａ乃至１２ｄの位相遅
延時間を、１２ａ＜１２ｂ＜１２ｃ＜１２ｄとした場合
の各アンテナエレメント１１ａ乃至１１ｄから発射され
る電波の同一位相面Ｘを示している。図１で見るよう
に、電波が右方向に傾いて出ていくのが判る。また、逆
に遅延量を１２ａ＞１２ｂ＞１２ｃ＞１２ｄとすること
により主ビームが左方向へ傾く。従って、図２で示すよ
うに指向角の狭い主ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３を、対応す
る応答器４方向へ振ることが出来、応答器４とのデータ
通信範囲が広がる。また、幅方向のみならず質問器２か
ら一定の電力を送出しても、指向角が狭いため高いアン
テナ感度が得られ、読み取り距離も伸ばすことができ
る。

【００１１】図５は、質問器２の具体的な回路構成例を
示すブロック図である。応答器４へ送りたいデータは、
変調回路２１で変調し（キャリア２６による高い周波数
にデータ信号をのせ）、送信アンプ２２で増幅した後、
サーキュレータ２３で送信信号と受信信号が分離され、
アンテナ１へ供給される。応答器４からの電波は、同じ
アンテナ１で受信され、受信増幅器２４で増幅された
後、復調器２５で復調され読み取りデータとして出力さ
れる。また、アンテナ制御部３はコンピュータからの指
令にしたがってアンテナ１の主ビーム方向を制御する信
号を出力し、アンテナ１の主ビーム方向をコントロール
する。

【００１２】図６は、応答器４の具体的な回路構成例を
示すブロック図である。アンテナ４１で質問器２側から
の電波を受信し、アンテナ切替回路４２を通って復調回
路４３で復調された後、ＭＰＵ４４に入力され、データ
がメモリ４６に書き込まれる。一方、受信したデータの
内容が読み出す信号の場合は、メモリ４６或いはメモリ
４５のデータを取り出し、変調回路４７を通ってアンテ
ナ４１から質問器２側へデータが送信される。このよう
にして、質問器２は応答器４に書き込まれたデータを読
み取ったり、データを書き込んだりする。

【００１３】このような構成を有する移動体識別装置で
は、アンテナ１の各アンテナエレメント１１ａ、１１
ｂ、１１ｃ、１１ｄに供給する電磁波の位相をコントロ
ールし、主ビーム方向を変化させることが出来る時分割
マルチビームアンテナを使用している。つまり、アンテ
ナ１の指向角を狭くし、主ビーム方向を電気的に制御す
る。例えば、図７で示すように、この移動体識別装置を
車両通行料金自動徴収システムに使用する場合は、移動
体（車両）Ａとアンテナ１との距離は、約５ｍ乃至１０
ｍあり比較的遠距離であるが、アンテナ１の指向角を狭
くしてあるため、主ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３は比較的遠
距離へ広がることなく電波を放射し得る。そして、仮に
車線Ｌ３に車両Ａが走行している場合、制御部３の制御
指令によって各位相器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ
の位相を制御（電波の位相波面を制御）し、電波（ビー
ム）Ｂ３が車線Ｌ３（移動体Ａ）に対応するように、放
射電波を振る。つまり、主ビームを車両Ａが走行する車
線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に対応するように、ビームＢ１或い
はビームＢ２又はビームＢ３となるように制御する。

【００１４】かくして、少ない電力で、比較的遠距離
（例えば５ｍ乃至１０ｍの距離）であって、且つ広い領
域に複数の応答器４が存在する場合であっても、各応答
器４間の電波干渉がなく、且つ小さい電力で正確なデー
タの読み書きを実行し得る。

【００１５】

【発明の効果】この発明では、以上のように、アンテナ
上の各アンテナエレメントに供給する電磁波の位相をコ
ントロールし、主ビーム方向を変化させることが出来る
マルチビームアンテナに、質問器と制御部とを電気的に
接続することとしたから、狭い指向角を持ちながら広い
サービス領域を確保し得る。また、アンテナの指向角を
狭くしたから、高いアンテナ感度が得られ、データ通信
距離を伸ばすことができる。更に、広領域に複数の応答
器が存在する場合であっても、小さな消費電力で、応答
器間相互の電波干渉がなく、正確なデータの読み書きを
実行し得る等、発明目的を達成した優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例移動体識別装置のアンテナの主ビーム方
向を変化させる原理説明図である。

【図２】実施例移動体識別装置のアンテナから発射する
ビームを示す説明図である。

【図３】実施例移動体識別装置のアンテナを示す平面図
である。

【図４】実施例移動体識別装置のアンテナを示す断面図
である。

【図５】実施例移動体識別装置の質問器を示すブロック
図である。

【図６】応答器を示すブロック図である。

【図７】実施例移動体識別装置を通行料金自動徴収シス
テムに使用した例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１アンテナ２質問器３制御部４応答器１１ａアンテナエレメント１２ａ位相器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】質問器側のアンテナから移動体の応答器へ
電波を放射し、非接触でデータの読み書きを行う移動体
識別装置において、複数のアンテナエレメントがそれぞれ各位相器に接続さ
れてなるアンテナと、各位相器に電気的に接続され、各
位相器に高周波信号を送出する質問器と、各位相器に電
気的に接続され、各位相器に制御信号を送出して前記高
周波信号の位相を変化させ、上記アンテナエレメントが
発射する電波の位相面を制御する制御部とから成る移動
体識別装置。