JPS61500040A - 測定及び識別システム - 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】 測定及び識別システム 本発明は測定及び識別システムに関し、そして詳細には生物、例えば羊及び／又 は物体／物品までの距離の測定及びそれ等の識別のための方法及びその距離測定 及び識別に使用するトランスポンダ（ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ）に関し、且つ添 付の請求の範囲の序文に指示された如き、少くとも１つの呼掛ステーション（ｉ ｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｎｇｓｔａｔｉｏｎ）と通信するように意図されている。

ドイツ国公開広報第２．９１９，７５３号から固定呼掛ステーション及びトラン スポンダが公知である。前記呼掛ステーションはエネルギー送信機と、受信機と 、評価ユニットとを含んでいる。トランスポンダはエネルギー受信機及びエネル ギー変換器と、識別信号メモリと、識別信号発信機を含んでいるタコメータ発電 機及び接続ユニットと、少くとも１つのアンテナとを含んでいる。呼掛ステーシ ョンには、使用可能符号メモリ（ｅｎａｂｌｅ　ｃｏｄｅ　ｍｅｍｏｒｙ）と使 用可能符号送信機とが配置されており、そしてトランスポンダは使用可能符号受 信機と、使用可能符号メモリと、使用可能符号比較器とを含んでおり、この比較 器は識別信号メモリ内に記憶された識別信号が、呼掛ステーションから放射され た使用可能符号と、応答する装置内に記憶された符号が一致するときに、トラン スポンダのエネルギー発信機からのみ放射されるような方法にトランスポンダの 残りのモジール（論ｏｄｕｌｅ）と−緒に接続されている。呼掛ステーションに おいて、エネルギー送信機及び使用可能符号送信機は１つの、且つ同じ送信機を 具備することができる。同様な方法で、エネルギー受信機及び使用可能符号受信 機は１つの、且つ同じ受信機を具備することができる。更に、呼掛ステーション のエネルギー送信機は指向性アンテナを備えることができる。

米国特許第４０１５２５９号は呼掛信号のキャリア信号の検出の際、戻りにおい て呼掛信号の最後の部分に等しい持続時間の識別受信を送信して第２のキャリア 周波数が呼掛キャリア周波数の整数倍（ｗｈｏｌｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ）となる ようなトランスポンダを開示している。前記米国特許は直列に接続されたダイオ ードを開示しており、このダイオードは特定の周波数のマイクロ波エネルギーの 放射の際、戻りにおいて前記周波数の調波を生ずる。更に戻り信号はＲｙＡ符号 を用いて変調される。特定の実施例において、トランスポンダはｎ−ビット擬ラ ンダム呼掛符号を提供する。

３．１ＧＨｚの基本周波数が提案されており、捜しめられているターゲットは送 信機から視覚内になければならないことを意味しており、従ってその範囲は実質 的に放射ローブの幅によって実質的に限定される。その範囲は約３００メートル であり、そして約３００メートルの高さの航空機から指示される、これは放射の 場（ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ）が約６７５×４２メートルである ことを意味している。

米国特許第４，１０７，６７５号はトランスポンダ／レスポンダシステムに関し 、この場合呼掛ステーションは時限（ｔｉｍｅ　Ｉｉ曽１ｔｅｄ）呼掛信号を第 １のキャリア周波数上に送信し、そしてトランスポンダは、放射性にされた（ａ ｃｔｉｖａｔｅｄ）とき、戻りにおいて情報符号を有する応答信号を第２のキャ リア周波数上に送信し、呼掛信号の送信と応答信号の受信との間の時間が呼掛ス テーションとトランスポンダとの間の距離計算に使用される。しかしながら符号 化された呼掛パルスは送信されない。詳細にはこの特許は問題を有している又は 遭難している小型船舶、例えばヨツトの識別に関する。遭難している、又は問題 を有しているいくつかの船舶の場合において、又はトランスポンダが偶然船上で 放射性にされた場合に、同時の戻り信号発信が可能であるが、非常に大きな妨害 （ｊａｍｍｉｎｓ）の危険を有している。船舶上のトランスポンダに使用できる 符号はステータス（遭難状！りの識別のみに関しており、しかも陸上（ｌａｎｄ −ｂａｓｅｄ）ステーションは船舶又は船舶の型式を識別することはできない。

ドイツ特許公開公報路２，９１９，７５３号における如く、またドイツ特許公開 公報路２，７３６，２１７号及び第２，５０８，２０１号は物体が呼掛ステーシ ョンによってトランスポンダの接続ユニットに対して充分な電流供給を提供でき る技術を開示している。しかしなが呟これはトランスポンダのエネルギー供給の ために電池使用の可能性を指示しているが、不必要なシステムの複雑化を表して いる。従来技術のシステムと関連して電池を使用することによって、電池が絶え ず負荷を加えられ、従って比較的すぐに放電されるという実質的な欠点がある。

例えば、病院領域内及び工業内で使用されている従来技術の個人呼出システム（ ｃａ　ＩＩｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ）は受信機及びトランスポンダは通常夜間又は 終業外の間に定期的間隔で充電されなければならない。従って、標準的には多数 の装置は、一般に、不作動である。

従来技術の解決策の実質的な欠、貞は、距離の決定が不可能であり、且つ位置の 決定が実際に非常に実施が難しいことである、というのは位置確認の可能性がが なり限定されており、呼掛装置のエネルギー発信機が、少くとも１つの応答する 装置が応答するのを保証するために、広い放射ローブをどうしても有していなけ ればならないからである。これは更に、当然システムの利用性に影響を与える。

従来技術システムによる放射ローブが狭く作られるときは、生物又は識別される べき物体は一般に視覚内になければならない。ドイツ国特許公開公報第２，９１ ９，７５３号によれば、その中に開示された発明は盗難を防止するための安全シ ステムに使用されることができる。このような場合には、応答する装置は呼掛装 置から米る連続の放射線の場内に配置される。

前記米国特許第４，１０７，６７５号では、同時に送信する多数のトランスポン ダの可能性が利用でき、これによって誤り信号及び相互の妨害を生ずる。この従 来技術のシステムはまた呼掛ステーションにおける回転アンテナと、遭難中の船 舶を捜し出すために非常に狭い放射ローブを有する高周波信号とを必要とし、こ れはアンテナ及び送信装置の双方が高価であることを意味している。トランスポ ンダが局部発信機を備えているという事実によって、このシステムは妨害及び誤 り信号を受けやすい。妨害及び誤り信号の危険を制限するために、トランスポン ダ装置はかなり高価とならなければならない。

従って本発明は簡単な方法で、同時に改良された利用の可能性を有しているシス テムを提供することによって、従来技術に結びついていた欠点を避ける目的を有 している。

羊及び家畜の飼育において、詳細には隔離された地域において、動物が事故によ って、例えば崖から落ちること、毒、異物等により死ぬこと、他の動物のよって 殺されることによって、あるいはい（っかの他の理由で群れから離れて、群から 見えなくなる問題が増加しているにの問題は特に羊飼育に関連して多いが、年の 大部分の間隔離された地域にいる家畜に関しても多い。更に、本発明は例えば航 海又は遭難信号目的のために海上の船舶に関連して利用されることができる。

しかしながら、本発明は決して羊の探索及び識別に限定されるものではなり、マ た船舶に関連する使用のみに限定されるものでもはない、というのはこれ等の２ つの利用は本発明による方法及びトランスポンダ作動を簡単な方法で説明する目 的のためにのみ実施例として記したにすぎないからでらある。

本発明による方法及びトランスポンダの特性上の特徴は添付された請求の範囲及 び限定されない実施例によって本発明を例示している添付図面を参照して、以下 の説明から明らかであろう。

第１図は本発明による方法を実施するたの呼掛ステーションを実施例として例示 している、 第２図はその変更を例示している、 第３図は本発明による方法を実施するためのトランスポンダの第１の実施態様を 例示している、 第４図はその僅かな変更を例示している、第５図は概略的な形で、それぞれ呼掛 ステーション（第５ａ図）及びトランスポンダ（第５ｂ図）を去る信号形式を例 示している、第７図は例えば小型船舶に関連している本発明の利用を更に他の実 施例として例示している。

本発明はシステム内で、システム内に組込まれているすべてのトランスポンダが 、１つのトランスポンダのみが１度に呼掛ステーションから符号化された又は暗 号化された呼出に応答するので、同じ周波数で作動できるという基本的概念に基 づいている。これは実際にこの型式のシステムへの周波数割当が、小さくなりつ つある世界的周波数スペクトルの［汚染（ｐｏｌ　Ｉｕｔｉｏｎ）Ｊと同時に実 質的に簡単化されることを意味している。

同時に妨害問題が大巾に回避される。

上記の従来技術内で、特に最近の電子装置を用いても大きな問題となっているの は電力消費である。これはトランスポンダが呼出し、又は呼掛ステーションから 信号を連続的に受信するように構成されていると（１う事実によるものである。

従つく本発明は間欠聴取の施用を可能にし、且つ選択的７個々の呼出の際のみ呼 掛ステーションに応答を返送すべきであるという事実に基づいている。これはか なり小さし・電池の使用を可能にし、これは更にトランスポンダの重量及び容積 の双方を最小にまで低下する。トランスポンダのある実施態様では、太陽電池電 源が有利に使用されることができる。

限定しない実施例として、本発明によれば、トランスポンダが能動／非能動状態 比１／、。。。を有している、即ちトランスポンダが１秒当り１ミリセコンドの みを受信することが提案される。従って本発明の実質的な特徴は全く連続モード で受信する必要がないということである。正しい呼掛ステーション周波数の検出 の際、はぼ１００ミリセコンドの機関に亘って、トランスポンダの送信器部分の 放射性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）を生ずる使用可能符号（ｅｎａｂｌｉｎｇｃ ｏｄｅ）を見つけるために呼掛ステーションから送信された呼掛信号が連続的に 受信される。長い符号は最高の防御性（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）を提供し、且つ例え ば３２ビツトを含むことができる。これはシステムが更に多数のトランスポンダ を呼出すのに使用されるとき特に重要である。

本発明の更に他の安全性の特徴はトランスポンダがそのトランスポンダに対して 意図された符号化された／暗号化された呼出に０ゑ応答するという事実にある。

呼掛ステーションにおいて検出される応答時間Δｔｓは呼掛ステーションと応答 するトランスポンダとの間の最短距離の２倍の直接関数（ｄｉｒｅｃｔ　ｆｕｎ ｃｔｉｏｎ）であり、即ち約０．６ナノ秒／メートル又は６０ナノ秒／キロメー トルであ為。

約５キロメートルの相互の距離がある実用の場合、トランスポンダ端における応 答は約１．５マイクロ秒後に行なわれ、そして呼掛ステーションにおいて検出さ れる応答時間はこれによって約３．０マイクロ秒であり、これは１０７２＝５キ ロメータの距離を示している。応答時間Δｔ３ではまたトランスポンダが反応す る前にトランスポンダ内に固有の存在する時間遅延を表している一定時間Δｔト ラア、ホ、りがある。呼掛ステーションにおけるろ波によって、この時間遅延は 、マイクロ秒の範囲で実質的に大きくすることができる。測定の正確さは信号雑 音比及び時間遅延の測定精度に左右される。最近のマイクロ電子技術を用いて、 容易にナノ秒で作動し、測定精度を、少くとも理論的に、１乃至３メートルの範 囲にせしめる回路を得ることは可能である。

本システムの更に他の主たる特徴はトランスポンダが呼掛ステーション周波数の ｎ倍であるキャリア周波数でその応答信号を返信することである、但しｎは０よ りも大きい任意の数である。この方法では、トランスポンダは、システムを自動 的に安全にせしめ、且つトランスポンダから意図しない信号の送信を防止するい かなる発信器の使用をも回避する。

更にまた、この方法では、トランスポンダのキャリア周波数が呼掛ステーション キャリア周波数の所定の倍数であるから、実質的な周波数安定が得られる。

このシステムは比較的多数のトランスポンダを使用されるように考えられており 、これに対して呼掛ステ７シヨン数は標準的に通常１又は２の実質的に少い数で あるか呟呼掛ステーション自身における周波数安定のための装置を設けるのがシ ステムに対してより経済的であることは明らかである。

トランスポンダに多数の呼掛ステーション送信器周波数を使用せしめることの更 に他の利点は同じ型式のアンテナ又は僅かに変更したアンテすが使用されること ができることである。

第１図において実施例として、本システムに利用するための呼掛ステーションが 例示されている。呼掛ステーションの多くの個々の適応は本発明の概念および範 囲から逸脱することなく可能であることは容易に理解される。このように、第２ 図は第１図による呼掛ステーションの僅かな変更である。

第１図において、呼掛ステーションは組合わされた送信−及び受信アンテナ１と 、グイプレクサ２とを含んでいて、送信機部分と受信機部分を隔離している。呼 掛ステーションは送信機３と、符号器６と、受信機４と、表示器７とを備えてい る。表示器７は任意の適切な形状を有することができき、しがも好ましい実施態 様ではたとえば呼出されるトランスポンダがトランスポンダに応答し、そして呼 出ステーションとトランスポンダとの間の距離が測定された応答時間に基くかど うかを指示する。

更にまた、前期表示器はトランスポンダのステータス符号を指示することができ る。

送信機、符号器、受信機及び表示装置は好ましくはクロックを含んでいる中央制 御ユニット５によって制御される。呼掛システムの送信部分に対する適切なキャ リア周波数はＵＨＦ−帯域内にある。しかしながら、たとえば１５ｋＨｚの狭い 帯域幅を必要とし、これは送信機が１５×１０−６よりも大きい周波数偏差を有 してはならないことを意味する。

これは呼掛ステーションの電源と、技術的装置と重量及び容量とがトランスポン ダに関連して技術的に、実際に、且つ経済的に可能であるど言われているものよ りも実質的により複雑、且つ大きく作られることができるので、いかなる実質的 な問題をも表していない。受信機４及び表示器７は受信した情報をトランスポン ダから表示可能な形式に復号する復号手段を含むことができる。

第４図の変更を表している第２図において、呼掛ステーションの送信部分は表示 器７に読取り可能な入力を提供する暗号ユニット２７及び暗号解読（ｄｅｃｉｐ ｈｅｒｉｎｇ）ユニット２９を含む。妨害を受けることが少いシステムを提供す るために、呼掛ステーションは、分布−スペクトル（ｓｐｒｅａｄ−３ｐｅｃｔ ｒｕｍ）変調を設けられることができ、そしてその目的のために分布−スペクト ル変調器２８が設けられる。更に他の分布−スペクトル変調器２９が呼掛ステー ションの受信端に設けられる。制御器ユニット５から符号を指令すると、ユニッ ト２７を通る暗号及びステーション送信周波数は選択的に制御されることができ る。

第３図において、本発明のシステムに関連して使用する意図を有している第１の 実施態様のトランスポンダが例示されている。トランスポンダはアンテナユニッ ト８を含んでおり、このアンテナ８は周波数ｆ０及びトランスポンダの応答周波 数ｎＸｆ、に同ｉ１１された組合せアンテナあるいは２又はそれ以上のアンテナ によって構成されることができる、但しｎはＯよりも大きい任意の数字であ２゜ このアンテナユニットに第１の同調された増幅器ユニット９が続いており、これ はマイクロプロセッサ↑１によって非能動（ｉｎａｃｔｉｖｅ）又は能動（ａｃ ｔｉｖｅ）状態にもたらされることができる。前期第１の増幅器９は出来れば例 えばカスケードに相互に接続されているいくつかの個々の増幅器で作られること ができる。第１の増幅器９に信号デート１０が続いており、これは前記マイクロ プロセッサ１１によって制御可能であり、且つ後で説明されている如く、マイク ロプロセッサ１１と連絡している。信号ゲートに周波数逓倍器１２が続いており 、これは所望により、多数の呼掛ステーションキャリア周波数ｆ、に周波数逓倍 のためにいくつかの周波数逓倍（ｍｕｌｔｉｐｌｙｉｎｇ）段階を含むことがで きる。これによって周波数逓倍器１２の出力にキャリア周波数ｎＸｆｏを有する 信号が現れる、但しｎはＯより大きい。逓倍器１２からの出力信号は前記マイク ロプロセッサ１１によって制御される第２の同調された増幅器１３に供給される 。前記第２の増幅器１３は、前記第１の増幅器９と同様に、例えばカスケードに 相互に接続されているいくつかの段階によって構成されることができる。第３図 から明らかな如く、増幅器１３にアンテナユニット８が続いており、従って増幅 器１３はトランスポンダの最終送信段階を構成している。

アンテナユニット８は組合わされた受信−及び送信ユニット、又は受信器周波数 ｆ。及び応答周波数ｎ　Ｘ　ｆ　ｏのための別々のアンテナをＪｌ−（１するこ とができる。

マイクロプロセッサ１１は増幅器９を、例えばトランスポンダの受信モード中１ ／１０゜。に等しい能動／非能動状態で、間欠的に作動せしめるクロックを含ん でおり、そして更に検出器を含んでおり、これは呼掛ステーションからの周波数 ｆ０のキャリア波信号１７の検出の際（第５ａ図参照）、）フンスボングに対す る適切な正しい使用可能符号１５の検出のために前記第１の増幅器９を連続作動 に保たしめる、前記符号は前記信号デート１０を経て前記マイクロプロセッサ内 の検出器ｊ１に供給される。このような使用可能符号の検出の際、周波数ｆ。の 受信した呼掛信号の終り１６は信号デート１０と、周波数逓倍器１２と、マイク ロプロセッサ１１によってこのとき作動する第２の増幅器１３とを経てトランス ポンダからの受信信号１７としてアンテナユニット８上に供給される。

呼掛ステーションはこのとき連続波の型式の、且つ制限期間を有しでいる作動信 号１８に応答し、且つ送信する指示を得る、第５ａ図参照。この信号を受信する と、トランスポンダはそれを増幅器９を辿り信号ゲート１０を経てマイクロプロ セッサ１１に供給し、そして信号デー１１０に戻し、それから更に周波数逓倍器 １２、増幅器１３及びアンテナ８に供給し、受信した信号１８の１部分は問題の トランスポンダの特性である情報符号２０によって変調される。従って、複合（ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）応答信号１９．２０．３１はトランスポンダから発信され 、その応答信号は呼掛ステーションからの放射性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）信 号１８に等しい持続時間を有している。キャリア周波数ｎ　Ｘ　ｆ　ｏを有して いるトランスポンダから送信される前記の信号は好ましい実施！！！！様では、 連続波型式の第１の部分１つより成っており、これに変調された部分２０がつづ いており、そして適切に連続波の型式の最終部分２１がつづいてる。しかしなが ら、最後の部分２１は情報符号が延長されるべきである場合に部分２０内に一体 化されることができる。

呼掛ステーションからの放射性（ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ）信号の送信から、トラ ンスポングから呼掛ステーションに応答信号１９乃至２１の存在までに経過する 時間はΔｔｓとして指示される。この応答時間は呼掛ステーションとトランスポ ンダとの間の距離プラストランスポンダ及び呼掛ステーションの固有反応時間の 倍の関係である。この方法では、呼掛ステーションとトランスポンダとの間の距 離の正確な測定が得られ、この距離が表示器７上に指示される。

トランスポンダ応答信号における情報符号２０は所望により、マイクロプロセッ サ１１に接１＆された１又はいくつかの外部情報発生子Ｆｉ２５によって提供さ れることができる。羊の捜査に関連しで説明すると、前記情報発生器（ｉｎｆｏ ｒｍａｔｉｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）　２５は例えば羊が動いているが否かを 指示するための運動支持器であるか、又は例えば動物の脈の速さを測定できる装 置でよい。この情報発生器は解決すべき仕事に適している任意の形状であること がでとることは容易に理解されるであろう。いくつかの呼掛にもかかわらず情報 発生器２５がいかなる動きも指示しなければ、これは多分羊がなお生きているか 又は生きていないかどうかを調べるために羊捜査の原因となる。

更に他の進展において、例えば呼掛ステーションからの放射性化信号１８又は特 定の符号化された放射性化信号の結果としていくつかの特定の機能を実施するこ とができる外部機能装置２６を制御できるマイクロプロセッサを目で見ることが できる。これに関しては、暗号装置２７を指示している第２図を参照することが でき、この装置はそのような事情ではシステム全体の安全係数を増すために使用 するのが有利である。

これに関連してまた第４図を参照して説明する、この場合機能的ブロック３１． ３２はそれぞれ暗号及び暗号解読装置を示しいる。更に、分布−スペクトル型で ある信号を分析可能にするために、呼掛ステーションから受信した信号の分析を 使用可能にするように信号デート１０とマイクロプロセンサ１１との開に手段３ ２が設けられなければならない。

本システムの利用を更に第６図を参照して説明する。第６図では羊の群れが捜査 すべき地域に存在する。本実施例ではどちらも２２で明示された携帯できる呼掛 ステーションを有することが可能であり、この呼掛ステーションは２２Ａで明示 された１つの位置から２２Ｂで明示された第２の位置へ運ばれる。しかしながら 、前記対応する位置２２Ａ、２２Ｂに配置された第６図のそれぞれ３３及び３４ で明示された固定呼掛ステーションを有することが可能である。しかしながら、 本使用方法の説明を簡単にするために、下記の説明は携帯できる呼掛ステーショ ンの使用を引用する。２２Ａで示された、第１の位置における呼掛ステーション ２２から呼掛信号を最初にトランスポンダ２３へ送信され、そしてＳＡ１で全体 的に示された受信信号がトランスポンダからもどって米る。

その後前記の放射性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）信号は２２Ａにおける呼掛ステ ーションから送信され、そして全体的にＳＡ１によって指示された応答信号が呼 掛ステーション２２Ａとトランスポンダ２３．との間の距離に対応する特定の時 間後トランスポンダから呼掛ステーションへ返信される。これ等の場合では地形 上のトランスポンダ２３１である。地形上の状態が、例えば山２４又は同じよう なものがあるような場合には、トランスポンダから送信された信号がまた前記山 ２４から反射されて、そして反射された信号５Ａ１−反射の如く呼掛ステーショ ンに達するような状態を生ずることがある。しかしなが呟これ等の信号は結局信 号ｓＡｊ後に到着し、従って２２Ａの呼掛ステーションは信号５Ａ１−反射を無 視する。

これは最初の呼掛ステーションに到着する信号が常にあって、それがトランスポ ンダに対して最短距離を指示する信号であるという事実によっている。前記測定 が行なわれ、これによってトランスポンダーに対する第１の距離が決定された後 、記載された実施例では携帯できる呼掛ステーション２２は２２Ｂで示された新 しい位置へ移動される。位置２２Ａの場合における如く、トランスポンダー２３ ．と対応する信号交換が行なわれ、その後トランスポンダーに対する第２の距離 が既知となる。２つの位１ｉ１２２Ａ及び２２Ｂは捜査地域において、既知であ るから、これ等は地図上に指示されることができ、そしてそれぞれ測定された距 離に等しい半径を有している２つの円が作られることができ、これによってトラ ンスポンダ２３１、これによって対応する羊の正確な位置が確立されることがで きる。呼掛ステーション２２のアンテナが例えば１８０度よりも少ない放射ダイ アグラム（ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｄｉａｇｒａ＋ｎ）を有している指向性であれ ば、識別し、且つ捜し出すべき群のすべての羊の位置を確立するために各々のト ランスポンダに対して２つのこのような測定を行うのに充分である。トランスポ ンダー２３２を有している羊に関する測定は、ストランポングーと呼掛ステーシ ョンとの間の信号が一般にＳＡ２及びＳＢ２によって示されるので、トランスポ ンダ２３１と関連して説明したと同じ方法で実施される。またトランスポンダ２ ３２．２３い２３５．２３、・・・・・・２３鎖に関する測定も同様な方法で実 施されることができることは容易に理解されるであろう。またトランスポンダ２ ３１及び２３２に対する地域内の位置が固定されれば、位置２２Ａ又は２２Ｂの いづれかの呼掛ステーションの位置は交点（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｉｎｔ）決定によ って簡単な方法で決定されることができることは容易に理解されるであろう。再 び、位Ｗ２２Ａ（３３の位置と同じ）から位置２２Ｂ（ステーション３４と同じ ）へ運ばれる携帯できるステーション２２の代りに２つの固定呼掛ステーション ３３．３４を有することができることを指摘されなければならない。

第７図は航行目的に関連する本発明の利用を実施例として例示しており。変換器 の動作原理は正確に上述の如くである。しかしながら第６図の実施例と反対に、 変換器は固定に保たれており、そして呼掛ステーションは測定の時に実質的に固 定であるか又は位置間を可動であるかのいずれかである。図示された実施例では 、船舶４０、例えばヨツトが呼掛ステーション３９を装備されるようにもくろま れている。船舶４０は海」二３５において、例えば、海岸線３６から数マイル離 れている。船舶４０によって航行されるべ１海域“において、障害物３７、例え ばトランスポンダー３８６が配置されている礁脈がある。更に、海岸線３６に沿 って、適切な間隔に変換器３８１．３８□、３８３．３８４．３８５．３８ｍが 位置づけされている。海図か呟変換器の正確な位置が知られている。

呼掛及び使用可能（ｅｎａｂｌｉｎｇ）信号が第５図に関連して説明した如く船 舶４０上の呼掛ステーション３９から送信される。従って第６図に関連して説明 されたと同様な信号交換が呼掛ステーション３９とトランスポンダー３８２との 間、並びにステーション３９とトランスポンダー３８３との間に行なわれる。ス テーション３つとそれぞれの変換器との開の測定した距離をベースにして、それ ぞれ２つのカーブ４１及び４２が海図上に描かれることができる、そして前記２ つのカーブ間の交点が船舶の正確な位置を確実に識別する。これによって本発明 はまた動作の簡単な、且つ信頼性のある有益な航海システムを提供する。詳細に は、第７図に関連して実施例として説明された如き本発明の利用はヨツト、漁船 団及び特にローカル（ｌｏｃａｌ）航海システムを必要とする海域において、そ してまた伝統的に霧の多い海域に対して役立つ。この方法ではより高価な航路標 識（ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ａｉｄｓ）が避けられることができる。

また船舶４０上のトランスポンダ及び沿岸に沿って呼掛ステーションを有するこ とは海岸線に沿って航行する船舶を識別し、捜し出すのに役立つことは容易に理 解されるであろう。

本システムは従来技術の方位システムに対して実質的に利点を有しており、前記 従来技術のシステムは最高の信号強さくｓｉｇｎａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を有 している位置の方に向けられた指部性アンテナに基づいている。その後受信装置 は、更に他の方位が再び最大信号強さを有している位置の方にとられる新しい場 所に動かされる。しかしながら、反射は測定の際に実質的に、且つ宿命的な誤差 を生じ、同時にどの方向にｉ商信号強さが存在するかを正確に決定することがか なり困難であるという事実にょって誤差を生ずることがある。本システムによれ ば、その代りに少くとも２つの位置からの信号源（トランスポンダ）への距離が 測定され、これによって完全に正確な同等の決定が、例えば第６図及び第７図に 関連して説明した如く行なわれることができる。

本トランスポンダは、任意の形状、例えば集積回路の形に作られることができ、 従って大きさ及び製造費用が最少にもたらされることができる。任意の必要な帯 域フィルタを除いて、トランスポンダにおいて周波数基準（ｆｒｅｑｕｅｎｅｙ 　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）、例えば局部発振器がないことに注目することは重要で あり、これは更にトランスポンダ全体の費用を減少するのに寄与する。トランス ポンダがいがなる局部発振器をも有していないという事実はトランスポンダーが 公知の危急標識における場合しばしば生ずる自動的な、且つ故意でない送信が可 能であるのを完全に防止する。

更に、従来技術の危急標識では、本発明の場合に於ける如く、それへの距離を測 定できないという事実である。危急標識上の方位は、固有の不正確さを有してい る信号ピーク−増幅測定法に基づいている。

呼掛ステーションが例えば角度９０度の開口角度を有している特定の指向性又は 位相判別（ｐｈａｓｅ　５ｅｎｓｉｔｉｖｅ）アンテナを使用すれば、いくつか の応用、例えば羊の群がある制限された賭域内にいるかどうかを見出だすには、 単一の距離測定のみを行なう必要がある。この方法では、羊のすべて又はそのい くつがのみが所定のサークル部分内にあるがどうかを決定することが可能である 。

トランスポンダにおける周波数逓倍係数（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆａ ｃｔｏｒ）は必ずしも整数である必要はないが、全く同じように分数でもよい。

本発明は１又は２つの呼掛ステーションの使用に関してのみ説明したが、複数の 呼掛ステーションが本発明の範囲及び概念から逸脱することなく使用されること ができる明らかである。本発明によって、呼掛ステーションの操作具がトランス ポンダへの距離を表示器上で直接読取ることが可能であるから、信号のピーク− 増幅決定に関連する公知の如きがなり現実性を欠いた方位評価が完全に除かれる ことに注目されたい。

応答信号１９乃至２１はまたトランスポンダ及びその関連する装置の電流ステー タス（ｃｕｒｒｅｎｔ　５ｔａｔｕｓ）、例えば第３図に指示された如く、外部 装置２５のステータスを含むことができる。更に、受信信号１７は、第５ｂ図参 照、ステータス符号を含むことができる。交換された符号の妨害及び容易な減少 （ｄｅｄｕｃｔｉｏｎ）の可能性を減じるために、暗号手段が対応する暗号解読 手段と共に呼掛ステーション及びトランスポンダの双方に設けられることができ る。更に分布−スペクトル変調が必要があれば利用可能であって、前記暗号並び に分布−スペクトル変調は呼掛ステージタン又はトランスポンダからの指令符号 を介して制御可能である。

本発明の更に他の重要な特徴は特定の変換器との接触が必要である前に信号送信 又は交換を有しないようにすることが可能なことである。従っていかなる作用の 前でも絶対沈黙（ａｂｓｏｌｕｔｅ　５ｉｌｅｎｃｅ）である。更にまた、呼出 された変換器のみが応答する。

本発明は主に送信媒体として空気に関連して説明したが、本発明はまた送信媒体 として水を使用し、且つ超音波によって作動することにょって船舶用に適用でき る。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．時限呼掛信号が少くとも１つの呼掛ステーションからトランスポンダへ送信 され、該呼掛信号が該トランスポンダのための使用可能符号を含んでおり、該ト ランスポンダが該呼掛信号キャリア周波数及び該使用可能符号を検出すると該呼 掛信号の端末部分に等しい持続時間の受信信号を返信し、そして周波数逓倍によ って該呼掛信号の（第１のキャリア周波数）のキャリア周波数の倍数である第２ のキャリア周波数を与えられる、生物、例えば羊、及び／又は物体／物品の距離 の測定及びそれ等の識別のための方法において、 該受信信号（１７）が該呼掛ステーション（１乃至７；１乃至５，７，２７乃至 ２９）を放散性にし、該第１のキャリア周波数の時限放射性化信号（１８）を送 信し、そして該トランスポンダ（８乃至１３）が該放射性化信号（１８）を受信 すると該第２のキャリア周波数に等しい周波数を有している応答信号（１９乃至 ２１）を送り、その応答信号が該放射性化信号の持続時間に等しい持続時間を有 しており、該応答信号が情報／ステータス符号（２０）を含むことができ、該放 射性化信号（１８）の送信と該応答信号（１９乃至２１）の受信との間の時間が 測定されて該呼掛ステーションと該トランスポンダとの間の距離を計算するのに 使用されることを特徴とする方法。 ２．該受信信号（１７）及び該放射性化信号（１８）が連続波（ＣＷ）型である 請求の範囲１に記載の方法。 ３．該受信信号（１７）がステータス情報を含み、該放射性化信号（１８）が連 続波（ＣＷ）型である請求の範囲１に記載の方法。 ４．該呼掛信号（１４乃至１６）及び該応答信号（１９乃至２１）がそれ等の持 続時間の１部分の間（１４，１６，１９，２１）連続波の型であり、該使用可能 符号（１５）及び該情報／ステータス符号（２０）が該それぞれのキャリア周波 数のパルス変調を介して現われる請求の範囲１及び２、又は１及び３に記載の方 法。 ５．該第１のキャリア周波数の該呼掛信号（１４乃至１６）がその中に挿入され た使用可能符号（１５）を有する連続波（１４乃至１６）を具備している請求の 範囲４に記載の方法。 ６．該第２のキャリア周波数（ｎ×ｆｏ）の該応答信号（１９乃至２１）が該情 報／ステータス符号（２０）につづく連続波（１９）を具備しており、該応答信 号の該未端部分が延長された情報／ステータス符号を含むか又は連続波（２１） のいづれかである請求の範囲４に記載の方法。 ７．該トランスポンダ（１８乃至１３）が該呼掛信号の受信前に間欠的に、例え ば１／１０００の能動／非能動状態関係で受信している請求の範囲１乃至６のい づれか１つに記載の方法。 ８．該トランスポンダ（８乃至１３）が正しい呼掛信号周波数を受信すると、該 呼掛信号内の適正な正しい使用可能符号（１５）を検出するために該呼掛信号の 持続時間に関連された時間間隔に亘って連続的に受信している請求の範囲１乃至 ７のいづれか１つに記載の方法。 ９．該トランスポンダがキャリア−出力信号（１７；１９乃至２１）を発生する ために該呼掛ステーションから送信される信号の１部分又はその全信号を使用し ており、その周波数が該呼掛ステーションキャリア周波数の周波数逓倍によって つくられる請求の範囲１乃至８のいづれか１つに記載の方法。 １０．生物及び／又は物体／物品の位置が決定されるようになっていて、該呼掛 ステーション（１乃至７）が該トランスポンダに対して異なる相互の位置からそ れぞれ識別及び距離測定を実施し、該トランスポンダ位置が測定距離の交点の決 定によって決定される請求の範囲１乃至９のいづれか１つに記載の方法。 １１．該キャリア周波数が変調された分布−スペクトルである請求の範囲１乃至 １０のいづれか１つに記載の方法。 １２．該符号化された信号が暗号型式である請求の範囲１乃至１１項のいづれか に記載の方法。 １３．該送信媒体が空気であり、該作動周波数がＵＨＦ周波数帯域内にある請求 の範囲１乃至１２に記載の方法。 １４．該送信媒体が水であり、作動が超音波伝幡に基づいている請求の範囲１乃 至１０のいづれか１つに記載の方法。 １５．生物、例えば羊、及び／又は物体の距離を測定し、且つそれ等を識別し、 且つ少くとも１つの呼掛ステーション（１乃至７）と通信するように意図されて いるトランスポンダにおいて、ａ）受信−及び送信アンテナユニット（８）と、 ｂ）該アンテナユニット（８）に接続された第１の制御可能な信号増幅手段（９ ）と、 ｃ）該第１の信号増幅手段（９）の出力に接続されており、且つ検出器−及び制 御ユニット（１１）、例えばマイクロプロセッサと２路接続部を有しており、更 に周波数逓倍器（１３）に接続されている制御可能な信号ゲート（１０）と、但 し該逓倍器は該呼掛ステーションキャリア周波数を該周波数の倍数によって逓倍 する、 ｄ）該トランスポンダ出力信号の逓倍のために該周波数逓倍器の出力に接続され ている第２の制御可能な増幅器手段であって、その出力が該アンテナユニット（ ８）に接続されている第２の制御可能な増幅器手段（１３）と、 を含むことを特徴とするトランスポンダ。 １６．該増幅器手段（９，１３）が該検出−及び制御ユニット（１１）によって 制御される請求の範囲１５に記載のトランスポンダ。 １７．該検出−及び制ユニット（１１）が該トランスポンダの受信モード中、例 えば１／１０００の能動／非能動状態関係で、第１の増幅器手段（９）を間欠な 作動となるようにするクロックを含み、且つ第１のキャリア周波数（ｆｏ）の呼 掛ステーションキャリア波（１４）の検出の際、適正な正しい使用可能符号（１ ５）の検出のために該第１の増幅器手段（９）を連続作動に保たしめる検出器を 含んでおり、該受信した呼掛信号（１４乃至１６）の末端部部分（１６）がその ような使用可能符号の検出の際、該信号ゲート（１０）、周波数逓倍器（１２） 、及び該第２の増幅器（１３）を経て該アンテナユニットに供給される請求の範 囲１５又は１６に記載のトランスポンダ。 １８．該検出−及び制御ユニット（１１）が該トランスポンダにおける放射性化 信号（１８）の受信の際、この信号ゲートを経て、更に周波数逓倍器（１２）へ 、そこから該第２の増幅器手段（１３）を経て、該第２のキャリア周波数（ｎ× ｆｏ）の応答信号として、該アンテナユニット（８）へ制御する請求の範囲１７ に記載のトランスポンダ。 １９．該検出−及び制御ユニット（１１）が少くとも１つの外部の、接続可能な 情報発生器（２５）を備えている請求の範囲１５乃至１８のいづれか１つに記載 のトランスポンダ。 ２０．該検出−及び制御ユニット（１１）が該制御ユニット（１１）によって放 射性化されることができる外部の機能装置（２６）に接続されている請求の範囲 １５乃至１９のいづれか１つに記載のトランスポンダ。 ２１．該検出−及び制御ユニット（１１）の検出器部分が該トランスポンダの特 性である該使用可能符号（１５）のためのメモリを含む請求の範囲１５乃至２０ のいづれか１つに記載のトランスポンダ。 ２２．該機能装置（２６）が該呼掛ステーションから符号化された放射性化信号 （１８）によって放射性化されることができる請求の範囲２０に記載のトランス ポンダ。 ２３．該アンテナユニットが組合された受信−及び送信アンテナ又は受信周波数 に同調された少くとも１つのアンテナ及び該トランスポンダ応答信号に同調され た少くとも１つのアンテナを含んでいる請求の範囲１５乃至２２のいづれか１つ に記載のトランスポンダ。 ２４．該第１及び第２のキャリア周波数がＵＨＦ帯域内にある請求の範囲１５乃 至２３のいづれか１つに記載のトランスポンダ。 ２５．該トランスポンダが分布−スペクトル変調により作動可能である請求の範 囲１５乃至２４のいづれか１つに記載のトランスポンダ。 ２６．該受信−及びアンテナユニット（８）が超音波変換器である請求の範囲１ ５乃至２３のいづれか１つに記載のトランスポンダ。