KR0153594B1 - 트랜스폰더 검출 시스템 - Google Patents

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로저 제이. 오코너
로버트 씨. 니틀
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완다 케이. 덴슨-로우
휴우즈 에어크라프트 캄파니
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Abstract

본 발명은 트랜스폰더(3)이 탑재된 차량(100)의 검출 영역(22)에서의 존재를 검출하기 위한 트랜스폰더 검출 시스템(50)에 관한 것이다. 2개의 안테나 어레이들(32 및 34)는 검출 영역(22)의 반대면에 배치되며, 검출 영역으로 지향된 보어사이트(B)를 갖는다. 각각의 어레이의 경우, 트랜스폰더로부터 수신된 신호들의 합 신호 차 신호가 측정된다. 합 채널 신호는 전송이 발생되었는지의 여부를 확정하는데 이용되며, 차 채널 신호는 검출 영역에 있는 소정의 트랜스폰더를 분리하는데 이용된다.

Description

트랜스폰더 검출 시스템
제1도는 본 발명에 따른 도착 처리의 단일 각도를 사용하는 시스템을 간이화한 블록도.
제2도는 공간 각도의 함수로서 본 발명에 따른 처리 결과에 의한 합 및 차 신호들의 크기를 도시한 도면.
제3도는 제1도의 차 및 합 신호들의 대수비의 dB단위 진폭을 도시한 도면.
제4도는 본 발명을 사용하는 배리어 이용 통행료 징수 시스템을 간이화한 블록도.
제5도는 제3도의 일례를 든 어레이의 특성을 도시한 도면.
제6도는 본 발명에 따른 트랜스폰더 검출을 이용하는 통행료 징수 시스템에 사용된 처리 하드웨드를 간이화하여 예시한 블록도.
제7도는 제4도의 시스템에 대한 예시적 검출 처리를 도시한 흐름도.
제8도는 본 발명에 따라 복수 차선 시스템에 대한 처리를 수행할 수 있는 시퀀스를 도시한 타이밍도.
제9도 및 제10도는 시스템에 대한 특정예로서 동작 시나리오를 도시한 도면.
제11도는 본 발명의 변형 실시예에서 사용될 수 있는 4개의 소자 안테나를 간이화한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11A, 11B : 안테나 소자 12A, 12B : 위상시프터
13,14 : 합산기 15 : 차 신호대 합 신호비 블록
16 : 대수비 블록 22 : 검출 영역
26 : 티켓 판매기 30 : 트랜스폰더
본 발명은 차량 탑재 시스템들과 같은 트랜스폰더 지원 조작기에 관한것으로, 특히 트랜스폰더로부터 전송된 신호의 동위상 파면(phase front)을 측정하고 이를 사용하여 차량이 어떤 영역 내에 위치하고 있는지의 여부를 판정하는 트랜스폰더 검출시스템에 관한것이다.
배리어 이용(barrier-based)통행료 징수 시스템들 및 기타 형태의 트랜스폰더 지원 조작기에 있어서, 트랜스폰더를 탑재한 차량과 트랜스폰더를 탑재하지 않은 차량을 분리하는 것은 시스템 설계에 있어 주요 특징이 된다. 통상적으로, 이러한 처리는 트랜스폰더/판독기(reader)통신 시스템의 안테나 패턴을 사용하여 달성하고 있다. 안테나를 판정 영역에 집중시켜, 만약 이 안테나 패턴 영역 내에서 통신이 발생하게 되면, 이 때 차량이 트랜스폰더를 구비한 것으로 선언하고 전자적인 처리를 활용하게 된다. 이러한 방식에서의 문제점으로서는 판정 영역에 인접해 있는 차량의 트랜스폰더들과의 통신 및 이 판정 영역 내에 트랜스폰더를 탑재하지 않은 차량과의 상기 통신이 관련되는 것을 회피하기 위해서 안테나 패턴을 매우 작게 해야만 하는 것이다. 이들 인접한 트랜스폰더들은 판정영역내의 차량 뒤쪽에 있을 수 있어 밤바간 판독이 될 수 있으며, 또는 이들 인접한 트랜스폰더들은 차선에 인접하여 있을 수 있어 차선간 판독이 될 수 있다.
또 다른 문제는 트랜스폰더를 각각 구비하고 있는 다수의 차량들이 배리어에 연이어 도착할 때 발생한다. 차량들이 물리적으로 실제 도착되는 순서와는 다르게 시스템이 차량들과 통신한다면, 이들은 실제 물리적인 순서가 아닌 전자적인 순서로 처리될 것이기 때문에 에러가 발생할 것이다. 이 에러, 즉, 순서 없이 판독에 의해서 다른 차량을 전송에 관련시키게 되어, 이에 따라 차량을 틀리게 처리하는 결과를 초래할 수 있게 되는 것이다.
종래 시스템들에서는 4가지 기본적인 방법으로 이들 문제들을 해결하려 했었다. 첫째, 신뢰성 있는 처리를 유지하려 하고 있는 동안 안테나의 통신 존(zone)을 가능한한 작게 하는 것이다. 두 번째, 처리된 데이터를 최소한으로 유지하거나, 차량이 통신 존 내에 있게 되는 시간량을, 다중 통신들이 시도 가능한 시간량이 되게 차속을 제한함으로써, 수행능력을 개선하는 것이다. 세 번째, 통신 존이 최소 수의 잠재적인 페이드(fade)를 갖게 하기 위해서 배리어 설계 및 안테나 탑재로 다중-경로 효과들의 최소화 및 제어를 시도하는 것이다. 네 번째, 모든 차량들이 동일 안테나 패턴 및 통신 유효 범위를 갖도록 차량에 트랜스폰더를 장치하는 것이다. 극단적으로 말하여, 이것은 일관된 통신 유효 범위를 달성하기 위해서 트랜스폰더들이 파워 트림(trimmed in power)된다는 것을 의미한다.
이들 에러 감소 기능을 달성하기 위해서 상이한 기술들이 사용되었다. 한 방법에 있어서, 지향성 안테나는 도로의 소 영역을 일루미네이트(illuminate)하며 백스캐터(backscatter)통신 기술을 사용하여 통신 존 영역을 한정한다. 이것은 R4의 속도로 증가하는 경로 손실(path loss)감쇠를 제공하므로, 유효 범위 제어가 개선된다. 더욱이, 트랜스폰더는 차량 내의 특정 장소 내에 있으며, 차량 검출기에 의해 통신 처리가 활성화된다. 이 기술은 트랜스폰더 위치를 엄격하게 하며, 차량마다 트랜스폰더 안테나 패턴이 달라 많은 처리 에러들을 야기시킨다. 처리 활성화를 위해 차량 검출기를 사용하므로 처리 에러들이 최소화되지만, 차량 검출 확률은 통신 처리 확률의 복수배가 되기 때문에 통행료 징수 수행 능력은 감소한다. 정확한 처리의 99.995% 확률보다 큰 구체적인 수행능력 값들 때문에 이 방식은 잇점이 없다.
또 다른 방식에 있어서는 도로에 안테나를 묻고 트랜스폰더 탑재 차량들과 통신하는 데 이를 사용한다. 이때 트랜스폰더들은 차량의 밤바 상에 탑재되고, 이에 따라 처리를 수행하는 데 사용되는 통신 존을 제어하도록 한다. 도로의 안테나들은 설치하는데 있어 고가이며, 손상되었을 시 보수를 위해서는 도로면을 뚫어야 하므로, 교통차선을 폐쇄하게 된다. 더욱이, 밤바에 트랜스폰더를 탑재한다는 것은 훨씬 엄격한 하우징을 필요로 하는 것이며, 시스템 결과와 차량 운전자와의 인터페이스를 어렵게 한다.
본 발명의 한 특징에 따라, 검출 존에서 트랜스폰더 탑재 차량의 존재를 검출하기 위한 트랜스폰더 검출 시스템을 설명한다. 트랜스폰더 검출 시스템은 제1 및 제2안테나 어레이를 포함하며, 각 어레이는 어레이 보어사이트(boresight)를 정하는 다수의 안테나 소자들을 포함한다. 안테나 어레이들은 각 어레이 보어사이트가 상이한 방위들로부터 검출 존을 지향하고 있을 때, 검출 영역에 대해 이격된 위치에 배치된다. 시스템은 각 어레이에 대해서, 어레이를 포함하는 각 소자로부터의 신호 참여값들의 합을 나타내는 합 신호와 어레이를 포함하는 각 소자로부터의 신호 참여값들간 차를 나타내는 차 신호를 제공하기 위해서, 탑재된 차량으로부터 수신된 트랜스폰더 전송들에 응답하는 수신기 수단을 더 포함한다. 각각의 어레이 합 신호 및 차 신호들에 응답하여 처리수단은 트랜스폰더 탑재 차량이 검출 존 내에 위치하고 있는지 여부를 판정한다. 처리수단은 유효 트랜스폰더 신호가 시스템에 의해 수신되었는지 여부를 판정하기 위해서 합 신호들에 응답하는 수단 및 상기 트랜스폰더 탑재 차량이 검출 존 내에 위치하고 있는지 여부를 판정하기 위해서 상기 차 신호들에 응답하는 수단을 포함한다.
본 발명은 1차선 도로 시스템과 같은 응용의 단일 안테나 어레이에서도 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 본 트랜스폰더 검출 시스템은 유료 도로의 진입에 대해 차량 통행료를 결정하기 위한 배리어 이용 통행료 징수 시스템에서 사용된다. 통행료 징수 시스템은 차량 검출 존을 정하는 통행료 징수 배리어 영역, 검출 존에서 차량의 존재를 검출하기 위한 차량 검출기, 및 검출 존에 진입하는 차량들에 요금 징수 티켓을 내주는 티켓 판매기(dispenser)를 포함한다. 트랜스폰더 검출 시스템은 검출 존에 트랜스폰더 탑재 차량의 존재를 검출한다 검출 존에서 차량이 있음을 판정하는 검출 시스템 처리기에 응답하는 수단에는 티켓 판매기의 동작을 억제하기 위해서 그리고 트랜스폰더 탑재 차량에 통행료 부과를 전자적으로 발행하기 위해서 트랜스폰더가 탑재된다. 트랜스폰더가 탑재된 각각의 차량에는 고유 코드가 할당되며, 탑재된 차량에 대한 트랜스폰더는 고유 코드로 부호화된 RF신호를 전송하며, 트랜스폰더 탑재 검출시스템은 수신된 전송들로부터 코드를 회복하여 고유 코드가 할당된 차량에 전자적으로 통행료를 부과한다.
물리적인 대상물과 트랜스폰더 전자식 식별과의 상관 관계를 요하는 기타 트랜스폰더 지원 차량 및 콘테이너 지원 처리 시스템들은 본 발명의 다른 실시예들을 이용할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 특징 및 잇점에 대해서 첨부한 도면에 예시된 일례로서 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 한다.
본 발명의 트랜스폰더 검출기 시스템은 트랜스폰더를 탑재한 차량으로부터 전송된 신호에 대해 다중 안테나 소자들간 위상 차를 측정한다. 동일시간에 안테나 소자들에 도착하는 신호는 같은 전기 위상을 가질 것이다. 이를 신호의 동위상 파면(phase front)이라고 한다. 한 신호가 서로 다른 시간들에서 안테나 소자들에 도착할 때, 각각의 소자는 상이한 신호 위상을 수신한다. 이들 위상들간 차이를 사용하여 신호 도착 방향을 판정한다. 두 개 이상의 안테나로부터의 방향 정보를 사용하여 트랜스폰더가 어떤 영역 내에 위치되어 있는지 여부를 판정한다. 이때 이 데이터는 시스템을 동작시키는데 사용되어 차량을 수동이 아닌 전자적으로 처리하게 된다.
제1도는 본 발명의 특징들을 예시한 일례로서 시스템(10)을 단순화하여 도시한 것이다. 본 발명에서는 안테나 어레이의 보어사이트상의 트랜스폰더들을 검출하기 위해서 위상 모노-펄스 기술을 사용한다. 어레이 보어사이트는 도로상의 관련 영역을 지향한다. 안테나로부터 수신된 신호에 대한 합 및 이어서 차 측정값을 검출 처리하는데 사용한다. 트랜스폰더가 전자식 통행료 징수 시스템과의 통신이 일어나는 도로 상의 영역(통신 존이라 함)에 다가갈 때, 트랜스폰더로부터 전송된 신호들은 본 발명의 위상 측정 안테나들에 의해서 인터셉트(intercept)된다. 본 발명에서, 이들 안테나들 중 두 개가 사용되며, 각각의 안테나는 두 개 이상의 소자들을 갖는다. 제1도는 소자들(11A 및 11B)을 포함하는 하나의 안테나만을 도시한 것이다 가장 단순한 구현 예에서, 소자들(11A 및 11B)간의 간격(D)은 위상 λ/2 또는 180。의 위상 시프트가 된다. 그러므로, 소자들에서 신호들의 상태 전기 위상(Ф)은 방향 또는 도착 각도를 정하는 것이다. 이것은 다음의 식으로 정의된다.
상기식에서 D는 소자들간 거리이며,는 두 개의 소자들을 접속하는 라인과 파면(wave front)의 주행방향에 평행한 라인으로부터 측정한 공간각도이다.
파면의 주향 방향에 수직한 라인은 트랜스폰더 위치를 관통하여 통과하게 될 것이다. 이 라인이 안테나들간의 라인에 수직할 때, 이것을 안테나의 보어사이트(B)라 한다. 상기식으로서 트랜스폰더가 보어사이트 상에 위치될 때, 도착 공간 각도는 0。이며, 소자들간 전기 위상차는 0。임을 알 수 있다. 공간 각도가 90。이면, 전기 위상차는 180。가 되며, 공간 각도가 -90。가 되면, 전기 위상차는 -180。이다. 그러므로, 안테나 소자 간격이 λ/2일 때에는 전기 위상각과 공간 각도간에 일대일 대응관계가 있다. 소자들간 전기 위상차를 동일하게 생성하는 공간 내의 모든 점들의 궤적은 공간상에 콘(corn)을 이루며, 이 콘의 정점들은 두 개의 안테나 소자들을 접속하는 라인의 중심에 존재한다.
안테나 소자들(11A 및 11B)이 λ/2이상으로 더 떨어져 있을 경우, 궤적은 각각의 전기 위상차마다 콘들의 족(family)을 정하게 된다. 트랜스폰더 신호가 안테나 보어사이트 상에 있을 때의 콘은 실제적으로는 평면이다. 이 평면이 도로 표면과 교차할 때 직선을 이루게 된다.
설명하였듯이, 신호가 소자들을 포함하는 평면에 수직한 방향으로부터 도착할 때 전기 위상 시프트는 0。가 된다. 그러므로, 두 개의 소자들에서의 전기 위상은 동일하다. 이러한 보어 사이트 방향은 본 발명의 신호 처리에서 사용된다. 본 발명에서 소자들 중 한 소자(11A)에서의 신호는 위상시프터(12A)에 의해서 +90。만큼 위상 시프트되며, 다른 소자(11B)는 위상시프터(12B)에 의해서 -90。만큼 위상 시프트된다. 이어서 두 개의 소자들로부터의 위상 시프트된 신호들은 함께 합산기(13)에서 가산되어 차(△) 신호를 형성한다. 신호가 보어사이트의 방향으로부터 올 때, 차신호는 (제로)(Vcos(ωt + 90。) + Vcos(ωt - 90。))이 된다. 두 개의 안테나 소자들(11A 및 11B)로부터의 신호들도 위상 시프트를 함이 없이 합산기(14)에 의해서 함께 가산되어 합 신호를 형성한다. 신호가 보어사이트 방향으로부터 도착할 때, 합 신호는 2Vcos(ωt)가 된다. 차 신호 대 합 신호 비는 비 블록(15)에서 구해지며, 대수가 대수비 블록(16)에서 취해져, 본 발명에 따라서 대수비를 제공하게 된다.
제2도는 -90。 내지 90。까지의 공간 각도 범위에 대해 제1도의 구성으로부터 구한 각각의 합 및 차 신호들의 값들을 나타낸 도면이다.
제3도는 합 및 차 신호들의 비의 진폭(dB), 즉 합 및 차 신호들의 비의 -20*log10을 나타낸 도면이다. 이 도면에서의 결과는 본 발명에서 트랜스폰더가 통신 존 내에 있을 때와 안테나의 보어사이트 상에 있을 때를 판정하는 데 사용된다. 트랜스폰더가 보어사이트 상에 있을 때, 트랜스폰더의 평면은 트랜스폰더를 포함하는 도로 표면에 평행한 평면과 교차하며 이 라인은 트랜스폰더를 포함할 수 있는 점들의 궤적을 정한다는 것을 상기한다. 두 개의 안테나들은 본 실시예에서 사용된다. 각각의 안테나는 차량 검출이 일어나는 곳의 도로 상의 위치를 향한다. 트랜스폰더가 이 위치에 다가갈 때, 시스템은 검출된 차량이 트랜스폰더를 갖고 있음을 선언하며, 이 트랜스폰더와의 통신에 기초하여 이의 ID를 알아낸다. 트랜스폰더 통신이 이 기준을 전혀 충족하지 못하면, 검출된 차량은 트랜스폰더를 포함하는 것이 아니어서 차량은 트랜스폰더를 탑재하고 있지 않은 차량으로서 처리된다.
일례를 든 구현예에서, 반파장 안테나 어레이를 사용하여 전송된 신호들을 수신하여 신호들의 동위상 파면을 측정한다. 로케이터(locator)시스템의 영역 내에서 전송이 발생하였음을 확실하게 함에 있어서는 합 채널(sum channel)을 사용하며, 도로 상에 관련 특정 영역에 있는 임의의 트랜스폰더를 분리시키는 데에 있어서는 차 채널(difference channel)을 사용한다. 도로 상에 트랜스폰더들을 위치시키는 이러한 방식에 있어서는 본 발명에 따라 위상 간섭기(phase interferometry)를 사용한다. 각각의 안테나 쌍으로부터의 동위상 파면들은 전기위상 각도로 변환되며, 이 전기 위상 각도들로부터 보어사이트로부터 벗어난 공간 각도들을 유도한다. 이 방식은 트랜스폰더가 수신한 신호를 샘플링하고, 입력되는 신호의 주파수를 중간 주파수(IF), 즉 12.5MHz로 변환하며, 이 IF를 아날로그 디지털 변환기(ADC), 즉 9비트 ADC를 사용하여 샘플링 함으로써 구현될 수 있다. 최종 데이터 스트림은 고속 푸리에 변환기(FFT)에 의해서 처리되고, 평균화되어 각 안테나의 진폭 및 위상을 구하게 된다. 각각의 안테나에 대한 2개의 위상들을 가산 및 감산하는 대신에, 전기 위상차를 사용하여, 안테나 보어사이트에서 벗어난 트랜스폰더의 변위의 측정치로서의 공간 각도를 구한다. 각각의 안테나 쌍으로부터 하나씩, 두 번의 보어사이트 판독을 이용하여, 삼각 측량법에 의해 트랜스폰더를 도로 상에 배치시킨다.
제4도는 본 발명에 따른 배리어 이용 통행료 징수 시스템(20)을 도시한 것이다. 차량들(100)이 시스템에 다가갈 때, 이들은 차량들을 분리시키는 통행료 징수 배리어 영역(22)을 통과하여 나아간다. 이 영역에 진입시, 아밍 루프(arming loop)라 하는 차량 검출기(24)를 사용하여 차량의 존재를 검출한다. 차량(100)이 트랜스폰더를 갖고 있지 않을 때에는 수동식 통행료 처리가 행해진다. 본 예에서, 티켓 판매기(26)는 차량의 운전자가 유료 도로에 진입할 때 운전자에게 통행료 티켓을 발행한다. 차량이 트랜스폰더(30)를 갖고 있으면, 티켓 판매기(26)는 억제되고, 차량이 유료 도로(18)에 진입할 때 차량에 전자식 티켓이 주어진다. 차량이 배리어 영역(22)을 떠날 때, 소거 루프(clearing loop)로 알려진 제2차량검출기(28)로 이를 전달한다. 소거 루프(28)는 시스템(20)을 클리어(clear)하여, 아밍 루프(24)가 다음 차량을 처리할 수 있게 한다. 이 처리는 각 차량이 시스템에 들어올 때 반복된다.
제4도의 일례를 든 시스템에서, 두 개의 안테나 어레이들(32 및 34)은 아밍 루푸(24)에 대한 그들의 보어 사이트들을 갖고 있다. 각각의 어레이는 두 개의 안테나 소자들을 포함한다. 통상 안테나는 공통의 구조체 상에 탑재되는 소자들을 사용한다. 소자들은 도로상에 관련 영역을 커버하는 안테나 패턴을 제공한다. 안테나 소자들은 다이폴이나 어떤 다른 형태로 설계된 안테나를 사용할 수도 있다. 안테나 소자 간격은 각각의 안테나 소자의 전기적 중심간의 물리적인 간격이다. 동작 주파수는 이 거리를 정한다. 반파장 거리는 이 거리를 f/(2C)의 반파장과 같게 설정하며, 여기서 f는 주파수이며, C는 광속도이다. 따라서, 어레이(32)는 안테나 소자들(32A 및 32B)을 포함하며, 어레이(34)는 소자(34A 및 34B)를 포함한다. 차량이 검출되면, 안테나 어레이(32 및 34)는 검출된 차량이 트랜스폰더(30)가 구비되어 있는지의 여부를 시스템(20)에 통보한다. 차량이 트랜스폰더를 구비하고 있지 않으면, 티켓 판매기(26)이 활성화되며, 티켓이 차량에서 발행된다. 만약 차량이 시스템에 의해 검출된 트랜스폰더를 구비하고 있으면, 티켓 판매기(26)는 억제되며 전자티켓이 발행된다.
제5도는 예시적 안테나 어레이(32)의 관련 특징들을 좀더 상세히 나타낸다. 어레이는 거리 D만큼 떨어진 안테나 소자들(32A 및 32B)을 포함한다. 안테나 어레이의 중심은 중심 C로 표시된다. 차량 트랜스폰더 신호는 방향 S를 따라 어레이 상에 입사된다. 2개의 안테나 어레이들(32 및 34)은 한 어레이에 대한 보어사이트가 안테나 어레이의 중심과 수직인 평면으로 나타나며, 이 평면과 도로의 교차점은 가능 위치들의 선을 형성하기 때문에 예시적 실시예에서 사용된다. 2개의 안테나 어레이(32 및 34)에 의해 형성된 2개의 라인들의 교차는 검출 존 내의 트랜스폰더의 존재를 정의하는데 이용된다.
제6도는 시스템(20)을 포함한 수신기 및 프로세서 정렬을 도시한다. 각각 반파장 어레이인 2개의 안테나 어레이(32 및 34)의 출력은 케이블(35A, 35B, 36A 및 36B)에 의해 시스템 수신기(40)에 접속되며; 수신시 출력은 프로세서(50)에 전달된다. 수신기(40)는 2개의 안테나 어레이들(32 및 34)간에 수신기 입력을 전환하기 위해 RF동축 스위치(42)를 포함한다. 따라서, 안테나(32 및 34)의 출력들은 수신기(40)를 포함하는 2개의 채널(44 및 46)에 교대로 공급하기 위해 수신기 입력에서 전환된다.
측정은 안테나 어레이(32)에 접속된 수신기(40)에서 개시된다. 2개의 어레이 소자들(32A 및 32B)의 출력은 한정된 진폭인 RF에서 IF로 처리되도록 2개의 채널(44 및 46)에 공급되어, 콤바이너(48)에서 합 및 차 측정값에 결합된다. 콤바이너(48)는 2개의 안테나 소자들로부터의 신호 참여들의 합을 나타내는 합 채널 신호, 및 2개의 안테나 소자들로부터의 신호 참여들간의 차를 나타내는 차 채널 신호를 나타낸다.
합 및 차 채널 신호들은 시스템 프로세서(50)에 공급된다. 본 실시예에서, 스위치(56)는 시스템 비용을 저감시키기 위해 합 및 차 신호들이 연속적으로 처리되도록 처리하기 위해 합 신호 또는 차 신호를 선택한다. IF합 및 차채널 신호들은 아날로그/디지탈 변환기(ADC;52A), 예를 들어, 8비트 ADC으로 샘플 된다. 최종 데이터 스트림은 선택된 합 또는 차 신호의 진폭 및 위상을 얻기 위해 고속 푸리에 변환기(FFT;52B)에 의해 처리되고, 필터(52C)에 의해 여파되어, 적분기(52D)에서 평균된다. 그 후, 스위치(56)는 다른 신호를 선택하도록 동작되며, 그 처리는 반복된다.
합 채널 신호는 프랜스폰더 신호의 존재를 정의하는데 사용되며, 차채널신호는 트랜스폰더 신호가 검출 존으로부터 전송되었는지의 여부를 판단하는데 사용된다. 이 처리는 합 신호의 진폭을 검출함으로써 수행된다. 트랜스폰더 신호는 다음 관계식에 따른 경로 손실로 정의된 진폭 V에서의 안테나 소자에 도달된다.
여기에서, VT는 트랜스폰더 전송 전압이며, γ은 경로 손실이며, γ = -27.5 + 20 log f + 20 log D, f는 MHz단위, D는 안테나에서 트랜스폰더까지의 거리(meter 단위)이다.
주어진 안테나 어레이에 대한 안테나 소자 신호들은 그 어레이에 대한 합채널 신호 2V를 형성하기 위해 합산된다; 합 채널 신호는 임계레벨과 비교된다. 2V가 존재검출 임계치 이상이면, 트랜스폰더는 존 근접 영역 내에 존재한다. 그 어레이에 대한 차 채널 신호는 트랜스폰더가 2개의 안테나의 중심평면에 의해 정의된 교차점에 있으면 제로 레벨로 근접한다. 이들 2개의 레벨들, 즉 합과 차간의 차이는 2개의 레벨이 대수 형태(dB)로 표시될 때 비를 형성하며, 이것은 검출 존을 정의하는데 사용된다. 예를 들어, 합 채널은 1.2V이고 차 채널은 0.9V라 가정한다. 비는 1.2/0.9이며, 이 비의 -20*log10은 -2.5dB이다. 트랜스폰더가 검출 존 내에 있으면, 그 합 채널은 1.9V로 증가하며 차 채널은 0.1V이므로, -25.6dB과 동일한 네거티브 대수비를 갖게 된다. 2개의 값이 존재 검출 임계치 이상이면, 나중 값은 검출존 임계치 이상이 된다. 본 실시예에서, 존재 검출 임계치는 -40dBm이며, 트랜스폰더 검출 신호 임계치는 -20dB대수비이다. 알고 있는 바와 같이, -40dBm은 50Ω수신기에서 2.24×10-3V로 달리 표현될 수 있다.
제2도 및 제3도는 제6도의 시스템 실현에 동일하게 응용할 수 있다. 따라서, 제2도는 2개의 안테나 어레이(32 및 34)에 대한 공간 각도로 변환된 신호 콤바이너(48)의 출력을 예시로 도시한다. 특히, 모두 안테나 어레이 보어사이트로부터 오프셋된 각도의 함수로서, 라인(70)은 주어진 어레이로부터의 신호참여들의 합을 나타내도록 취해질 수 있으며, 리인(72)은 이들 신호 참여들간의 차를 나타내도록 취해질 수 있다. 제3도는 안테나 어레이 보어사이트로부터 오프셋된 공간 각도의 함수로서 차 신호(dB)로 합 신호의 비를 도시하도록 취해질 수 있다.
다음은, -40dBm존재 임계치 및 20dB검출 존 임계치를 갖는 시스템의 수치 예를 도시한다. 예시적 계산들은 (1) 양 임계치 이사인 트랜스폰더 신호,(2)양임계기준 미만인 트랜스폰더 신호, 및 (3)제1임계치를 초과하고 제2임계 기준 미만인 트랜스폰더 신호를 이용하여 행하여진다. 세 번째 경우 (이상/미만)는 시스템이 보다 강한 트랜스폰더 신호 레벨을 처리하는 방법을 도시한다.
트랜스폰더로부터 안테나 어레이까지의 경로 길이를 5미터로 가정하므로, 45.7dB의 경로 손실을 주고, 트랜스폰더 신호 강도는 1mW[0dBm(자유공간(377Ω)내에서 0.614V, 또는 50Ω에서 2.24V와 등가]로 가정한다. 이 경우에, 어레이에서 신호 강도가 -45.7dBm, 26×10-6mW(자유공간에서 3.2×10-3V, 또는 50Ω에서 1.16×10-3V)이다. 안테나 이득은 0dB이라 가정하고, 합 신호를 형성하도록 어레이의 2개의 소자들에서 수신된 신호들을 합산하면 자유 공간에서 6.4×10-3V의 합 신호 값이 된다. 이 값을 dBm으로 변환하면, 10*log10[6.4×10-3)2/(377)]은 -39.6dBm을 산출한다. 이들 가정을 요약하면;
1. 트랜스폰더는 0dBm에서 신호를 전송한다. (자유 공간에서 0.614V, 또는 50Ω에서 2.24V);
2. 5미터에서 경로 손실은 45.7dB이다;
3. 어레이에서의 신호는 -45.7dBm이다.(자유공간에서 3.2×10-3V, 또는 50Ω에서 2.2×10-3V);
4. 어레이는 2개의 소자들에 대한 신호들을 합산한다.(자유공간에서 6.4×10-3V, 또는 50Ω에서 2.2×10-3V);
5. 신호는 -39.6dBm으로 다시 계산된다.(-40dBm 임계치).
다음예는 다음 가정에서 차량 검출 존 내의 트랜스폰더의 검출을 나타낸다.
1. 트랜스폰더는 안테나 어레이로부터 5。떨어진 보어사이트라 가정한다. 전기 위상 시프트는 Ф = 180 sin= 15.7。이다.
2. 합 신호는 V = 3.2×10-3일 때, V+Vcos(15.7。) = 1.96(V)이다.
이 값은 6.27×10-3또는 -39.8dBm으로, 검출 임계치(-40dBm)이상이다.
3. 차 신호는 0.037(V) = 118 × 10-6V이다.
4. 차 신호들의 합의 비는 (1.96(V) / 0.03(V)) = 169.5이다. 따라서, (-20log(Σ/△) = -34.5 dB이며, 임계치(20dB)이상이다.
5. 상기 단계2 및 4의 결과로, 차량이 트랜스폰더를 구비하게 된다.
다음예는 상기 주어진 신호 레벨을 가정하며, 트랜스폰더가 차량검출존 내에서 검출되지 않은 경우를 나타낸다.
1. 트랜스폰더는 안테나 어레이로부터 5。떨어진 보어사이트라 가정한다. 전기적 위상 시프트는 Ф = 180 sin= 76.1。이다.
2. 합신호는 V = 3.2×10-3일 때, V + Vcos(76.1) = 1.24V이다. 합신호 값은 3.97×10-3V또는 -43.8dBm으로, 검출 임계치(-40dBm)이상이다.
2a. 트랜스폰더로부터 안테나 어레이까지의 거리 D는 5m대신에 2.5m라 가정한다. 이것은 6dB의 신호 레벨 증가를 제공하고, 합 신호 값은 -37.8dBm이며, 임계치(-40dBm)이하이다.
3. 차신호는 V-(V)cos(76.1) = 0.76(V)이다.
4. 합 신호대 차 신호의 비(dB단위)는 (-20)log (-1.24V/0.76V) = 4.3dB이다. V는 관계식으로부터 소거되므로, 이 결과는 상기 경우 2 및 2a모두에 적용된다.
5. 경우 2에서, 신호는 존재 임계치 또는 검출 존 임계치 이하이다. 경우 2a에서, 신호는 존재 임계치 이상이지만 검출 존 임계치 이하이다.
6. 각각의 경우 2 및 2a하에서, 차량은 트랜스폰더를 구비하지 않는다.
공동 양도된 미합중국 특허 제5,307,349호에 완전히 기술되어 있는 트랜스폰더의 예시적 구현에 있어서, 트랜스폰더 전송은 1120 마이크로초 동안 지속되고, 560비트로 구성된다. 본 발명은 트랜스폰더 전송을 활성화시키는 통신 시스템으로 동작하는 경향이 있다. 배리어 유닛은 특정 시간에 트랜스폰더 응답을 활성화시키는 비이컨 신호를 송출한다. 응답신호는 본 발명에 의해 처리되고, 위치 판단이 이루어진다.
각 안테나 소자로부터의 신호측정은 10마이크로초의 스위칭 및 고정 시간을 포함하는 50마이크로초의 간격으로 행해진다. 이는 각 측정 시에 수집된 에너지의 20비트에 해당한다. 소정 차량에 주어진 트랜스폰더(30)는 특정 차량을 유일하게 명시하는 디지털 코드로 엔코드된다. 수신기(40)는 초기에 처음 50마이크로초 간격 동안, 한 안테나 어레이(32)로부터 신호를 수신하도록 스위칭 된다. 그 다음, 수신기(40)는 50마이크로초 동안 다른 안테나 어레이(34)로 스위칭 된다. 그 다음, 프로세서(50)는 트랜스폰더-탑재 차량의 존재 여부를 판단하기 위해 정보를 처리하는데, 만약 차량이 존재한다면 그 디지털 코드를 판단한다. 프로세서(50)의 기능은 전자 티켓을 발행할 수 있게 차량용 코드를 디코드하는 것이다. 그 다음, 수신기(40)는 다른 차선으로 스위칭 되어, 다른 차선에서 안테나 어레이의 50마이크로초 측정을 2번 행할 수 있게 하며, 계속 이와 같다. 이러한 방식에서, 예시적 시스템은 배리어 이용 시스템의 11차선을 처리할 수 있다. 이러한 예시적 시스템에서, 160마이크로초 버퍼 시간은 처리의 개시 및 종료 시에 사용되며, 이는 한 수신기 및 프로세서를 이용하여 동작을 8차선으로 제한한다.
제7도는 N차선을 갖고 있는 본 발명을 실현시키는 시스템을 위한 합 및 비율 신호처리의 직렬 처리를 도시하는 간단화된 흐름도이다. 제1차선(N=1)에서 시작하면, 차선의 아밍 루프는 체크되어(단계300), 차량이 차선 1에 있는지의 여부를 판단한다. 만약, 차량이 존재하지 않으면, 처리는 단계316으로 분기되고, 여기에서 N의 값은 증분 되며, 처리는 단계302로 복귀하여, 처리 사이클을 2차선에 대해서 다시 시작한다. N=1이란 것을 가정하면, 아밍 루프는 차량이 차선 1에 존재한다는 것을 나타내고, 태그 위치 타이밍 및 스위치 제어(55)는 배리어 내의 차선1을 선택하며, 동축 스위치(42)는 그 차선에 있는 제1안테나의 소자(32A 및 32B)를 선택한다. 선택기 스위치(56)는 수신기의 합 출력을 선택하고, 임계치 T1과 크기를 비교하여, 신호를 처리한다.(단계304). 제1안테나에 대한 합 신호가 임계치 T1을 초과하지 않으면, 차량이 트랜스폰더를 탑재하지 않았다는 것을 나타내고, 동작은 단계314로 분기되어, 차선 1에 있는 차량에 종이 티켓을 발행하도록 한다. 단계 304에서 합 신호가 임계치 T1을 초과하면, 단계 306에서 합 신호 대 차 신호의 대수비(dB)가 계산되어 임계치 T2에 비교된다. 제1안테나의 대수비가 dB임계치를 초과하면, 동작은 단계314로 분기되어 종이 티켓을 발행한다. 제1안테나(32)의 대수비 신호가 임계치 T2를 초과하면, 단계308에서 스위치(42)는 차선 1에 대한 제2안테나, 즉 안테나(34)를 선택하고, 합 신호 및 대수비 신호값들의 임계치 비교는 단계 308 및 310에서 반복된다. 임계치들이 단계 304-310들 각각에서 초과하면, 차량 트랜스폰더는 차선 1에 존재하는 것으로 선언되고, 전자 티켓은 트랜스폰더 질의 응답 신호에 의해 주어진 차량 식별에 대해 발행된다. (단계 316). 임계치가 소정 단계 304-310에서 초과되지 않으면, 시스템은 차선 1에 있는 차량이 트랜스폰더가 탑재되어 있지 않음을 판단하여, 차선 1에 있는 차량에 종이 티켓을 발행한다.(단계314). 단계316에서, 차선번호(N)가 증가하고, 태그위치 타이밍 및 스위치 제어(55)는 다음 차선 2용으로 안테나를 선택하며, 처리 사이클은 반복된다. 이 동작은 모든 N차선들이 처리될 때까지 계속되고, 반면 차선 포인터 N은 차선 1로 재설정되며, 완전 사이클이 반복된다.
시스템은 트랜스폰더 비탑재 차량에 대해 종이 티켓이 발행되는 예시적 응용에 대해서 기술되었지만, 대안적으로 종이 티켓 판매기는 주화 바스켓, 주화 또는 발행 티켓을 징수하는 오퍼레이터, 또는 소정의 다른 형태의 통행료 배리어 시스템일 수 있다. 또한, 시스템은 카메라와 함께 사용되어, 전자 티켓 전용 차선에 이용되는 경우 강제 절차를 위해 차량의 화상을 제공한다.
제8도는 이러한 예시적 시스템이 어떻게 차량 트랜스폰더로부터 단일 전송으로 복수 차선들의 측정을 지원할 수 있는 지를 도시하는 타이밍도이다. 더 많은 차선 커버리지가 요구되면, 제2전송이 트랜스폰더로부터 활성화되고, 추가 차선들이 이러한 제2전송을 이용하여 처리된다. 측정은 신속하게 수행되어 직렬 처리를 지원하므로, 한 시스템이 복수 차선들을 취급하게 한다. 이러한 예시적 실시예에서의 한 안테나 측정의 지속 시간은 50마이크로초이고, 8개의 배리어 차선들을 커버하는 전 전송은 800마이크로초이며, 이외에도 전송의 개시와 종료 시에 160마이크로초 동안 버퍼 된다. 차선 당 2개의 안테나가 있기 때문에, 각 치산은 100마이크로초 할당된다.
제9도는 3차선 시스템(20')으로 확장된 시스템을 도시한다. 통행료 배리어 시스템으로 접근하는 5대의 차량(100A-100E)들이 도시된다. 통신 프레임(54')에서, 전자 통행료 징수 시스템은 시간 슬롯 #1, #2, #3 및 #4에서 4대의 차량(100A-100D)들과 통신한다. 차량 검출 시스템(20')은 또한 배리어의 각 차선에서 한 차량씩 식별한다. 4개의 트랜스폰더를 갖고 있는 전송이 발생하면, 이미 설명한 트랜스폰더 검출 프로세스는 전송이 검출 영역으로부터 오는 것인 지의 여부를 판단하는데 사용된다. 프레임(54')은 트랜스폰더 검출기 처리의 결과를 도시한다. 시스템(20')은 차선1에서 발생된 차량 검출이 트랜스폰더 탑재 차량의 결과인지의 여부를 판단한다. 각 슬롯 전송에서의 제1값은 차선#1을 나타낸다. 트랜스폰더 신호가 차선#1 검출기 영역으로부터 오지 않기 때문에, 모든 값들은 0이 되고, 시스템은 다음에 트랜스폰더 비탑재 차량으로서 차량 100E를 처리하며, 통행료 티켓이 발행된다. 차선#2에서, 시스템은 검출된 차량(100C)가 트랜스폰더를 갖고 있는 것을 식별하고, 시스템이 슬롯 #3에 그 차량과 통신하였는지를 식별한다. 트랜스폰더 및 차량의 식별은 따라서 슬롯 #3 데이터에 수신된 정보 내에 포함되어 있고, 시스템은 차선#2를 트랜스폰더 탑재 차량으로 처리하여 전자통행료 티켓을 발행한다. 차선 #3에서, 검출된 차량(100B)은 슬롯#2에 통신한 트랜스폰더를 갖는다. 슬롯 #1 및 #4에서 발생한 통신들은 검출 영역 내에 있지 않은 차량(100A 및 100D)들과 관련되어 있고, 따라서 계속 대기 중에 있으며 추후에 처리된다.
제10도는 시스템(20')을 도시하는데, 여기에서 차량은 배리어를 통해 더 이동할 때 그리고 3번 이상의 차량 검출들이 발생할 때 프로세스는 추후 적시에 행해진다.
차량과의 전송은 반복되지만, 통시는 차선 #1 및 #2가 트랜스폰더 탑재차량으로서 처리되고 차선#3이 트랜스폰더 비탑재 차량인지를 판단한다. 통신 프레임(54'')는 이들 판정에 사용된 데이터를 도시한다. 차선#3을 지나는 측정은 데이터를 포함하지 않는다는 것을 주지해야 한다. 이것은 3차선만이 존재하기 때문이다. 배리어가 더 많은 차선으로 확장되면, 데이터의 일부가 그들 차선에서의 동작을 위해 사용된다. 미합중국 특허 제5,307,349호의 시스템에서, 시간 슬롯들의 할당은 동적이고 통신간 교환될 수 있다.
본 발명은 트랜스폰더의 위치를 설정하기 위해서 안테나 패턴에 의해 정해진 통신 존에 의존하지 않는다. 안테나 패턴은 통신 존, 즉 트랜스폰더를 갖는 통신이 발생할 수 있는 동안의, 즉 임의대로 큰 도로 영역을 정할 수 있다. 큰 통신 존을 사용하는 능력은 전자 통행료 징수 처리의 성능을 향상시킨다. 페이즈 측정은 단지, 통신 프로세스가 충분한 에너지를 제공하여 신뢰성 있는 측정이 수행될 수 있게 요구한다. 한 예시적 실시예에서, 통신에 필요한 요구된 Eb/No는 13내지 15dB이다. 위치 프로세스는 데이터의 20비트들을 결합하고, 따라서 페이즈 측정에 대해 26내지 28dB S/N과 등가를 갖는다. 이는 측정 프로세스에 대해 더 많은 신호를 제공한다.
2개를 사용하는 대신, 부분적으로 분리된 2-소자 안테나 어레이를 사용하는데, 한 어레이는 배리어 차선의 각 측상에 있으며, 1개의 4-소자 안테나가 대안적으로 채택될 수 있다. 이 경우, 안테나는 제11도에 도시된 바와 같이, 서로 수직배향된 2개의 2-소자 어레이를 포함하는데, 여기서 소자(A1 및 A2)들은 제1어레이를 형성하고, 소자(B1 및 B2)들은 제1어레이와 수직방향인 제2어레이를 형성한다. 제11도의 안테나는 측정될 차선 상에 배치될 수 있으며, 보어 사이트가 차선에 표시된다. 각 어레이 보어 사이트가 평면을 한정하고 있고, 각 보어사이트 평면이 서로 수직이기 때문에, 각 어레이로부터의 평면 교차점들이 만나 공간에 라인을 형성한다. 이 라인은 4개의 소자들의 평면에 수직이고 4개의 소자들의 보어사이트를 나타낸다. 그 다음, 소자평면은 차선 상에 배치되어 차선 면과 평행하게 된다. 어레이의 보어사이트는 차선면과 교차되어 포인트를 형성한다. 검출 프로세스가 임계치를 사용하기 때문에, 이러한 포인트는 그 중심으로서 포인트를 갖는 차선면의 원으로 까지 확대된다. 이러한 원은 차선의 차량 검출 영역으로 지향된다. 안테나의 평면이 차선면에 평행하지 않고 일정 각도로 기울어져 있으며, 원은 차선 면 상에서 타원으로 변한다. 임계치 조정과 결합된 이러한 안테나경사는 차선 상의 영역을 확장하는데 사용되어, 차량 검출 영역을 완전히 커버한다.
다른 대안적 실시예에서, 단일, 2-소자 안테나는 각 차선마다 채택된다. 합 및 차 처리는 이러한 안테나에 대해 발생하지만, 차량 트랜스폰더의 검출은 한 어레이의 처리동안 발생한다. 이러한 어레이는 판정영역을 교차하는 보어사이트 평면을 정한다. 이러한 형태의 안테나는 제4도의 실시예의 경우에서와 같이, 교차선또는 범퍼간 판독 에러들을 줄이는데 유용할 수 있지만, 둘다의 에러를 줄이지는 못한다. 이러한 간단한 시스템은 예를 들어, 1차선에만 유용할 수 있다.
본 발명이 상기 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 이는 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한도에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (17)

  1. RF신호를 전송하는 트랜스폰더(30)를 탑재한 차량(100)의 존재를 검출 존(22)에서 검출하기 위한 트랜스폰더 검출 시스템(20)에 있어서, 상기 검출 존(22)을 교차하는 어레이 보어사이트(B)를 한정하는 다수의 안테나 소자(32A,32B)들을 갖는 제1안테나 어레이(32);상기 안테나 어레이(32)에 결합되고 트랜스폰더 전송에 응답하여, 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자(32A,32B)로부터의 신호 참여들의 합을 나타내는 합 신호와 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자(32A, 32B)로부터의 신호 참여들 사이의 차를 나타내는 차 신호를 상기 어레이에 제공하는 수신기(40); 및 상기 어레이의 합 및 차 신호들에 응답하여 트랜스폰더가 상기 검출 존 내에 위치하는 지의 여부를 판단하며, 상기 합 신호에 응답하여 유효 트랜스폰더 신호가 상기 시스템에 의해 수신되었는지에 여부를 판단하고 상기 차 신호에 응답하여 상기 트랜스폰더가 상기 검출 존(22)내에 위치하는지의 여부를 판단하는 검출 처리장치(52)를 갖는 처리장치(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출시스템(20).
  2. 제1항에 있어서, 상기 어레이(32)는 명목상의 트랜스폰더 전송 파장에서 1/2파장만큼 서로 격설된 제1 및 제2안테나 소자(32A,32B)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리장치(50)는 상기 합 신호가 제1임계치를 초과하는지를 판단하기 위한 제1비교장치(304), 및 제2임계치에 대해 상기 차 신호를 테스트하기 위한 제2비교 장치(306)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 처리 장치(50)는 상기 합 신호와 상기 차 신호의 비값을 판단하기 위한 장치, 상기 합 신호가 상기 제1임계치를 초과하는 지를 판단하기 위한 상기 제1비교장치(304), 및 상기 제2임계치에 대해 상기 비값을 테스트하기 위한 상기 제2비교장치(306)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  5. 제1항에 있어서, 어레이 보어 사이트를 정하는 다수의 안테나 소자(34A,34B)들을 갖는 제2안테나 어레이(34)를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2안테나 어레이(32,34)들은 상기 검출 영역에 대해 서로 격설된 위치에 배치되고, 상기 각 어레이 보어사이트는 상기 검출 영역으로 지향되고, 상기 수신기(40)는 트랜스폰더 전송에 응답하여 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호 참여들의 합을 나타내는 합 신호와 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호 참여들 사이의 차를 나타내는 차 신호를 상기 각 어레이에 제공하고, 상기 처리장치(50)는 상기 각 어레이의 합 및 차 신호들에 응답하여 트랜스폰더가 상기 검출영역내에 위치하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  6. 제5항에 있어서, 상기 처리장치(50)는 상기 제1 및 제2어레이(32,34)들 각각에 대해 상기 합 신호와 상기 차 신호의 비값을 판단하기 위한 장치, 상기 각 어레이의 상기 합 신호가 상기 제1임계치를 초과하는 지를 판단하기 위한 제1비교장치(304,308)들, 및 상기 제1 및 제2어레이들 각각에 대한 상기 비값을 상기 제2임계치에 대해 테스트하기 위한 제2비교장치(306,310)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  7. 제6항에 있어서, 상기 처리장치(50)는 유효 트랜스폰더 전송이 상기 검출 영역으로부터 수신되었음을 상기 제1 및 제2비교장치(304-310)들이 상기 어레이(32,34)들 각각에 지시하지 않으면, 상기 검출 영역에서 검출된 차량이 트랜스폰더를 탑재하지 않은 것으로 판단하는 장치(314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  8. 제5항, 제6항, 또는 제7항에 있어서, 상기 제1어레이(32)는 도로 차선의 제1측을 따라 배치되고, 상기 제2어레이(34)는 상기 도로 차선의 제2측을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  9. 제5항, 제6항, 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2어레이들은 공통 안테나 축 주위에 집중되며, 상기 제1어레이는 상기 제2어레이와 수직관계에 있는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출시스템(20).
  10. 제1항 제2항, 또는 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 영역에서 차량의 존재를 감지하는 장치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  11. 제2항에 있어서, 어레이 보어사이트를 정하는 다수의 안테나 소자(34A,34B)들을 갖는 제2안테나 어레이(34)를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2안테나 어레이(32,34)들은 상기 검출 영역에 대해 서로 격설된 위치에 배치되고, 상기 각 어레이 보어사이트는 상기 검출 영역으로 지향되고, 상기 수신기(40)는 트랜스폰더 전송에 응답하여 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호 참여들의 합을 나타내는 합 신호와 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호 참여들 사이의 차를 나타내는 차 신호를 상기 각 어레이에 제공하고, 상기 처리장치(50)는 상기 각 어레이의 합 및 차 신호들에 응답하여 트랜스폰더가 상기 검출 영역 내에 위치하는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  12. 제3항에 있어서, 어레이 보어사이트를 정하는 다수의 안테나 소자(34A,34B)들을 갖는 제2안테나 어레이(34)를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2안테나 어레이(32,34)들은 상기 검출 영역에 대해 서로 격설된 위치에 배치되고, 상기 각 어레이 보어사이트는 상기 검출 영역으로 지향되고, 상기 수신기(40)는 트랜스폰더 전송에 응답하여 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호 참여들의 합을 나타내는 합 신호와 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호참여들 사이의 차를 나타내는 차 신호를 상기 각 어레이에 제공하고, 상기 처리 장치(50)은 상기 각 어레이의 합 및 차 신호들에 응답하여 트랜스폰더가 상기 검출영역내에 위치하는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  13. 제4항에 있어서, 어레이 보어사이트를 정하는 다수의 안테나 소자(34A, 34B)들을 갖는 제2안테나 어레이(34)를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2안테나 어레이(32,34)들은 상기 검출 영역에 대해 서로 격설된 위치에 배치되고, 상기 각 어레이 보어사이트는 상기 검출 영역으로 지향되고, 상기 수신기(40)는 트랜스폰더 전송에 응답하여 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호 참여들의 합을 나타내는 합 신호와 상기 어레이를 갖는 상기 각 소자로부터의 신호참여들 사이의 차를 나타내는 차 신호를 상기 각 어레이에 제공하고, 상기 처리 장치(50)는 상기 각 어레이의 합 및 차 신호들에 응답하여 트랜스폰더가 상기 검출영역내에 위치하는 지를 판단하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  14. 제3항에 있어서, 상기 검출영역에서 차량의 존재를 감지하는 장치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  15. 제4항에 있어서, 상기 검출 영역에서 차량의 존재를 감지하는 장치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출 시스템(20).
  16. 제8항에 있어서, 상기 검출 영역에서 차량의 존재를 감지하는 장치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출시스템(20).
  17. 제9항에 있어서, 상기 검출 영역에서 차량의 존재를 감지하는 장치(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스폰더 검출시스템(20).
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