JPH058613B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、路上を走行する車両を検知するレー
ダ機能を有し、路上の車両との間で無線通信を行
う路車間無線通信用路上機に関する。

〔従来の技術〕

近年のモータリゼーシヨンの進展、高度情報化
社会の発展にともない、各種の交通、運輸情報シ
ステムおよび経路誘導システムが出現している。
これらのシステムにおいて、システムに共通的に
提供できる無線通信システムの構築が大きな課題
となつている。

第２図、第３図は、従来の移動車両に対する情
報通信の伝送形態の概略を示す図である。

第２図ａは、一般公衆電話網との接続を目的と
した自動車電話方式および特定の企業・機関の車
両を対象としたMCA方式での無線伝送形態であ
り、半径５〜25Km程度の無線ゾーンを有する基地
局（図示せず）と道路１上を走行する車両２との
間で通信を行うものである。しかしこの無線伝送
形態は非常に多くの無線チヤンネルを必要とし、
チヤンネル切換に関連して基地局、車載機共に高
価な機器構成となる。さらに無線ゾーンの大きさ
の関係から、移動車両２の位置に密着して精度の
高い交信を必要とする交通流制御システムへの拡
張は本質的に困難である。

第２図ｂは、、バスロケーシヨンシステムある
いは自動車総合管制システムで開発された極小ゾ
ーンでの無線伝送形態であつて、道路１に埋設し
た路面ループ３と車両２に設けた車載コイル４と
の間で無線結合による通信を行なう通信方式であ
る。この場合、路面ループコイル３の構造上搬送
波周波数は300KHz以下に制限され、伝送速度に
大きな制約があり、路上車両と基地局との間で画
像情報を伝送することは全く不可能である。

第２図ｃに示す伝送形態は、当初車両番号確認
方式として開発されたもので、路上機５からマイ
クロ波帯の搬送波を送り、車両２に設けた車載機
６で該搬送波を受信して車両番号コードで変調し
て路上機５に送り返す、いわゆる質問応答形式の
通信を行うものであり、極めて簡素化された低コ
ストの車載機６の実現しうる点で大きな特徴があ
るが、その反面、簡単なコード情報のみの片方向
通信となる。

第３図は、前記第２図ｃの伝送形態のもとで、
基地局と路上車両との間で時分割的に双方向通信
を行なうようにした自動車綜合管制システムに用
いるミリ波通信方式における路上機および車載機
の従来の構成を示すブロツク図である。該自動車
綜合管制システムでは、基地局と路上車両との間
のリンクに異なる搬送波を採用し、路上機、車載
機共に夫々ミリ波発振器１１を有する同じ回路構
成とし、マジツク−Ｔ１２と1/4波長位相器１３
の動作によりアンテナ１４の送受共用化を行なう
と共に、２個のミキサ・変調器１５，１６のペア
により中間周波回路と接続するように構成され
る。

第４図は、従来の路上を移動する車両を検知す
る検知方式の概略構成を示す図である。同図ａ
は、超音波式車両感知器であり、道路１上に設け
られたスピーカ２１より超音波を送出してその反
射時間を計測して車の通行を検知するものであ
り、また同図ｂは、道路１に埋設したループコイ
ル２２上を金属体である車両２が通過する時のコ
イルのインダクタンスの変化を感知するものであ
る。また、走行車両の速度あるいは相対速度を検
知するドツプラレーダ装置が開発されており、第
４図ｃは、衝突防止用のドツプラレーダ方式にお
いて、静止物体からの反射波あるいは対抗車線の
走行車からの放射波の識別を目的に、物標（前行
車両の後面）に偏波変換器を付けた特殊な反射器
２４を取付けてレーダ波装置２３からの送受波の
偏波面を変える方式（特開昭49−51884号公報、
特開昭49−36294号公報）の例を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら上記従来の伝送形態でも上述のよ
うに種々の欠点があり、第３図に示す路上機およ
び車載機においても、路車間通信の普及が進展し
た段階では、路上機と比較して車載機の台数がは
るかに多いことを考慮すると、特に車載機側の低
コスト化を図ることが必要であり、マジツク・Ｔ
１２のような導波管回路系でのみ構成可能な方式
では機器の低コスト化、小型化に大きな障害とな
る欠点を有している。

また、第４図ａ，ｂ，ｃに示す移動車両の検知
方式は、本質的には車両に対する情報通信機能を
持つていないという欠点を有している。これに対
して、最近、第２図ｂと第４図ｂに示す伝送形態
の類似性に着目して、路面に埋設したループコイ
ルを車両感知用と路車間無線通信用とに共用する
方式が、例えば、信学技報SANE、83−46で提案
されているが、この方式も前記第２図ｂの説明で
述べたようにループコイル方式の欠点をそのまま
保有しており、高品質の路車間情報通信は期待で
きないという欠点を有している。

本発明は上述の点にかんがみてなされたもの
で、交通流情報収集のための車両検知用レーダ動
作、路上機から車載機へおよび車載機から路上機
への情報通信の三動作を実現する簡単な構成でし
かも小型化された路上機を低コストで提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、車両検
知用レーダ動作、路上機から車載機および車載機
から路上機への情報通信動作の三動作を時分割で
行なう路車間無線通信用の路上機において、互い
に直交する二直線偏波を駆動する二端子ＡとＢを
有する平面形プリントアンテナを前記三動作の送
受信共用アンテナとし、車両検知用レーダの送受
波路上機から車載機へのリンクとに端子Ａの同じ
直線偏波を用い、車載機から路上機へのリンクに
該直線偏波と直交する端子Ｂの直線偏波を用い、
該端子Ｂには車載機からの送信波を受信する受信
器を接続すると共に、端子Ａには該端子Ａの受・
送信を分岐するサーキユレータを介して片方にパ
ルス形あるいはCW形のレーダ波受信器を他方に
搬送波発振器と送信変調器とを夫々接続し、該送
信変調器の制御により車両検知用レーダ動作時に
はパルス変調波あるいは搬送波を、車載機から路
上機への情報通信時には搬送波のみを、路上機か
ら車載機への情報通信時には車載機への情報信号
で振幅変調した送信波を夫々送信するように構成
した。

〔作用〕

上記のように路上機を構成することにより、互
いに直交する二直線偏波を駆動する二端子を有す
る平面形プリントアンテナを路上機の三動作にお
ける送受共用アンテナとし、各動作で偏波面を
夫々最適に選定し、三動作での搬送波発振器を共
用化するから、路上機の構成が極めて簡素化、小
型化され、低コストの多目的路上機が得られる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図ａは、本発明の一実施例をなす路上機の
構成を示すブロツク図、同図ｂは、該路上機に対
応して適用される車載機の構成を示すブロツク図
である。

第１図ａにおいて、３１は互いに直交する直線
偏波を駆動するTEM二端子ＡとＢを有する平面
形プリントアンテナであり、車両検知用レーダの
送信波と受信波および路上機から車載機へのリン
クの電波は端子Ａの同じ偏波面の直線偏波を用
い、車載機から路上機へのリンクの電波には該直
線偏波と直交する偏波面の直線偏波を用いる。

車両検知用レーダ方式としては、電波の往復時
間から物標を検知するパルス方式と、ドツプラ効
果により周波数の変化を検知して物標の速度を計
測するCW方式があり、本実施例ではこれら何れ
の方式も適用できる。端子Ａには、該端子Ａの
受・送信も分岐するサーキユレータ３２を接続
し、端子Ａの受信波は前記パルス方式あるいは
CW方式のレーダ波受信器３３に導かれ、端子Ａ
への送信波は搬送波発振器３５の出力が送信変調
器３４で振幅変調されて送信されるように構成さ
れている。該搬送波発振器３５は、前記路上機の
三動作すなわち車両検知用レーダ動作、路上機か
ら車載機へおよび車載機から路上機への情報通信
の三動作に共通的に使用されるものであり、送信
変調器３４に加える変調信号を切替えることによ
り、車両検知用レーダ動作時にはパルス変調波あ
るいは搬送波のままを、車載機から路上機への情
報通信時には搬送波のままを、路上機から車載機
への情報通信時には車載機への情報信号で振幅変
調した変調波を夫々送信するように構成されてい
る。端子Ｂには、車載機からの送信波を受信する
ための受信器３６が接続されている。

第１図ｂにおいて、互いに直交する二直線偏波
を駆動するTEM二端子A′とB′を有する平面形プ
リントアンテナ３７は、第１図ａの路上機のそれ
と全く同形式のものであり、路車間の両アンテナ
の端子系Ａ−A′およびＢ−B′で互いに直交する
直線偏波の路上機から車載機へのリンクおよび車
載機から路上機へのリンクを形成する。高周波ダ
イオードスイツチ回路からなる回線切換器３８
は、路上機から車載機への情報通信時には受信器
３９に接続し、車載機から路上機への情報通信時
には路上機から送られてきた端子A′の搬送波を
送信変調器４０で振幅変調して端子B′を経て送
信するように接続される。路上機および車載機の
送信変調器３４および４０としては、最近急速に
高性能化したGaAsMES−FETを使用すること
により電力利得を有する変調器が構成できる。ま
た、受信機３６および３９についてもGaAsMES
−FETの前置増幅器を組入れることにより低雑
音化が容易にできるようになつた。

平面形のプリントアンテナは、主として衛星通
信の分野での適用を目的に開発されたもので、高
利得アレイ化構成、ミリ波帯への適用周波数の拡
張を含めて近年急速に研究開発が進展したもので
ある。また、平面形プリントアンテナには、基本
的な構造としてマイクロストリツプ形、スロツト
形等があり、取扱う電波としては直線偏波用と円
偏波用があり、さらに駆動端子の形式として一端
子形と二端子形とがあり、上記実施例に用いられ
る平面形プリントアンテナ３１，３２は二端子形
の円偏波用と同形のものを用いる。

本発明に係る路上機の基本的な構成方式の一つ
の特徴は、路上機の前記三動作における電波の偏
波面の適用形態にある。以下上記実施例の前記三
動作における偏波面の適用形態について説明す
る。

車両検知用レータ動作時について、従来の第４
図ｃのドツプラレーダの場合に物標に特殊な反射
器２４を取付けてレーダ波の送受信で互いに直交
する偏波面にする試みが提案されているが、上記
実施例の場合には、レーダ波の送信局が固定の路
上機であること、レーダ波のビーム方向が第２図
ｃのように路面に対して比較的、垂直に近いこと
のために静止物体からの識別困難な反射波あるい
は対向車線走行車からの放射波の問題は少なく、
さらに交通流の制御管制システムのための交通流
情報としては何らかの特殊な操作をも行わない通
常の走行車両の車体からの反射波を対象とすべき
であるという理由のもとに、レーダ波の送・受信
で同じ偏波面の直線偏波を当てている。一方、双
方向の情報通信のための路車間の両リンクについ
ては、互いに直交する偏波面の直線偏波とするこ
とにより、特に車載機から路上機への情報通信時
に路上機から車載機への搬送波の電波と車載機か
ら路上機への情報信号で変調された電波とを完全
に分離して、路面あるいは車体からの不要反射波
を介して相互干渉による通信品質の劣化は完全に
防止される。

路上機から車載機へおよび車載機から路上機へ
の情報通信の動作について直交する二直線偏波を
取扱う従来の通信装置のマイクロ波部は、送・受
信共用アンテナに対する二波の選別駆動に導波管
回路中でのフアラデイ回転子による偏波面の操作
を必要とし、このことは第２図ｃのような極小ゾ
ーン内での短距離の路車間無線伝送において、可
能な限りの装置の簡素化、小型化、低コスト化を
達成しようとする場合に大きな障害であつた。こ
れに対して本実施例では、TEM二端子駆動の平
面形プリントアンテナを適用することにより、ア
ンテナ自体の平面形化、低コスト化は勿論のこ
と、単にTEM二端子を選択的に使用するのみで、
何らの偏波面の操作回路も使用することなしに、
二直線偏波を路車間の両リンクに適用できるよう
に構成している。

上記路上機において、路上機の三動作のすべて
に対して唯一個の搬送波発振回路３５を共通に使
用している。搬送波発振器を所定の周波数安定度
を確保して設置する場合、特に移動無線用の搬送
波発振器の場合はその設置される環境が温度に対
して苛酷な温度条件であるため所定の周波数安定
度を確保するためには装置としてのコストが高く
なる。上記実施例では、路車間の両リンクに互い
に直交する二直線偏波を用いることにより、両リ
ンク間で相互の干渉なしに搬送波発振器からの同
じ周波数の搬送波が使用でき、車載機から路上機
への搬送波を路上機側より供給することが可能と
なる。従つて車載機の簡素化、小型化、低コスト
化に直接的な効果をもたらし、車載機の普及に大
きく貢献することになる。

さらに上記路上機において、車両検知用レーダ
の搬送波周波数と路車間両リンクの搬送波周波数
を同一にして搬送波発振器の共通化がなされてい
る。この場合、車両検知用レーダ動作と路車間情
報通信動作とが時分割でなされることを考慮する
と原理的にはレーダ波の直線偏波の偏波面方向は
任意でよいが、上記第１図ａに示す実施例ではレ
ーダ波の偏波面を路上機から車載機へのリンクの
偏波面に合せることにより、逆のリンクの偏波面
に合せた場合と比較して、路上機アンテナの共通
化、搬送波発振路の共通化をはるかに容易にし、
路上機の簡素化、小型化、低コスト化に大きく貢
献する。

各種の交通運輸情報システム、自動車総合管制
システムでは、路車間情報通信機能と交通流情報
収集機能とが必要であり、該両機能に対して別々
の路上機を設置するとシステムのコストが高くな
るが、上記実施例によれば、両機能を完全にした
路上機が得られ、産業上の利用価値は極めて大き
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、互いに
直交する二直線偏波を駆動する二端子を有する平
面形プリントアンテナを路上機の三動作における
送・受信共用アンテナとし、各動作での偏波面を
夫々最適に選定し、三動作での搬送波発振器を共
用化するので、極めて簡素化、小型化された多目
的の路上機を提供できるという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両検知レーダ機能を有
する路車間無線通信用路上機の構成を示すブロツ
ク図、第２図ａ，ｂ，ｃおよび第３図はそれぞれ
従来の移動車両に対する情報通信の伝送形態の概
略を示す図、第４図ａ，ｂ，ｃは従来の移動車の
検知方式を示す概略図である。 図中３１…平面形プリントアンテナ、３２…サ
ーキユレータ、３３…レーダ波受信器、３４…送
信変調器、３５…搬送波発振器、３６…受信器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車両検知用レーダ動作、路上機から車載機お
   よび車載機から路上機への情報通信動作の三動作
   を時分割で行なう路車間無線通信用の路上機にお
   いて、互いに直交する二直線偏波を駆動する二端
   子ＡとＢを有する平面形プリントアンテナを前記
   三動作の送受共用アンテナとし、前記車両検知用
   レーダの送受波と路上機から車載機へのリンクと
   に前記端子Ａの同じ直線偏波を用い、車載機から
   路上機へのリンクに該直線偏波と直交する前記端
   子Ｂの直線偏波を用い、該端子Ｂには車載機から
   の送信波を受信する受信器を接続すると共に、端
   子Ａには該端子Ａの受・送信を分岐するサーキユ
   レータを介して片方に電波の往復時間から物標を
   検知するパルス形あるいはドツプラ効果による周
   波数の変化を検知して物標の速度を計測するドツ
   プラ形のレーダ波受信器を他方に搬送波発振器と
   送信変調器とを夫々接続し、該送信変調器の制御
   により車両検知用レーダ動作時にはパルス変調波
   あるいは搬送波を、車載機から路上機への情報通
   信時には搬送波のみを、路上機から車載機への情
   報通信時には車載機への情報信号で振幅変調した
   送信波を夫々送信するようにしたことを特徴とす
   る車両検知レーダ機能を有する路車間無線通信用
   路上機。