JPS61117928A - 車両検知レ−ダ機能を有する路車間無線通信用路上機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ョンの進展、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っている
。

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（、）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５〜２５
Ｋｍ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ャンネ
ルを必要とし、チャンネル切操に関連して基地局、車載
機共に高価な機１Ｉｌｌ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、パスロケーシ１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
伝送形態であって、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との間で無線総合による通信
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で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３１！！ｌＩは、前記第２図（Ｃ）の伝送形層のもと
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
ブロック図である。該自動車総合管制システムでは、基
地局と路上車両との間の両リンクに具なる搬送波を採用
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、マジック−Ｔ１２と１７４波長位相
１１１３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のベアによ
り中間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１４ｗ１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、
マジック・Ｔ１２のような導波管回路系でのみ構成可能
な方式では機優の低コスト化、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１本質的には車両に対する情報通信
機能を持っ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１例
えば、信学技報５ＡＮＥ、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ュレ
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磯適に選定し、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１本発明の一実施例をなす路上機の構成
を示すブロック図、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ック図である。

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・送信を分岐するサーキュレータ３
２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、路車間の藺アンテナの端子系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ッ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［１３９
に接続し、車載機から路上機への情報通信機への情報通
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［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Ｇ　ａ　
Ａ　ｓ　Ｍ　Ｅ　Ｓ　−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
になった。

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ップ
形、スロット形等があり、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＄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鳳な反射
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
る電波の選別駆動に導波管回路中でのファラデイ回転子
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った。

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、路車間の爾リンクに互い
に直交する二直線偏波を用いることにより、間すンク間
で相互の干渉なしに搬送波発振機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通信の搬送波を
路上機側より供給することが可能となる。従って車載機
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
周波数と略本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（ｇ）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
等では、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
１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１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ック図、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
ーキュレータ、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. 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ュ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ップラ
   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
   るドップラ形のレーダ波受信器を他方に搬送波発信器と
   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。