DE60032675T2

DE60032675T2 - Antennenanordnung für Strassen

Info

Publication number: DE60032675T2
Application number: DE60032675T
Authority: DE
Inventors: Masaki Terashima; Yoshiteru Hirano; Makoto Yokohama-shi Takemoto; Akihiro Yokohama-shi Inui
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: US20020101371A1; US20040041715A1; US6646590B2; EP1065629A3; EP1548650A2; EP1550985A1; DE60032675D1; CN1671066A; CN1279173A; EP1065629A2; US20020080060A1; CN100547948C; CN1670771A; US6650278B2; US6801154B2; US6657554B1; US20040067787A1; EP1065629B1; US20020097179A1; US20020101372A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Straßenantenne zur Verwendung in einem elektrischen Mauterhebungs(ETC)-System, welches System automatisch eine Maut über eine Funkverbindung erheben kann, ohne dass ein fahrendes Fahrzeug, welches ein Mauttor einer gebührenpflichtigen Straße passiert, anhalten müsste.
Die Straßenantenne betrifft ebenso einen Sender, einen Empfänger, ein Funksystem und ein Verfahren zum Aufbau eines Kommunikationsbereichs, die sämtliche auf eine Schmalbandkommunikation angewendet werden, wie eine solche, die durch ein elektronisches Mautstraßen-Mauterhebungssystem (im weiteren einfach als ein "ETC-System" bezeichnet) realisiert wird, und welches eine Ausgabe einer Funkübertragung, die zwischen einer Zellenstation und einer Mobilstation aufgebaut wird, steuert.
Weiterhin betrifft die Straßenantenne ein Geschwindigkeits-Unterstützungssystem, welches bestimmt, ob oder ob nicht ein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, welche eine Geschwindigkeitsbegrenzung für Fahrzeuge, die auf einer gebührenpflichtigen Straße oder einer gewöhnlichen Straße gesetzt ist, überschreitet und eine Nachricht an den Fahrer des Fahrzeugs sendet, wenn das Fahrzeug mit einer die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitenden Geschwindigkeit fährt, wie auch eine Antenne zur Verwendung in dem System.
Herkömmlicherweise ist es erforderlich gewesen, dass ein fahrendes Fahrzeug zeitweilig an einem Mauttor einer gebührenpflichtigen Straße anhält und ein Straßenticket von einem Offiziellen erhält oder eine Mautgebühr diesem bezahlt, was stark zu einem Verkehrsstau beigetragen hat. Es sind Versuche gegen einen solchen Mangel unternommen worden, ein elektronisches Mauterhebungssystem (ETC) in tatsächlichem Gebrauch als ein nicht anhaltendes Mauttorsystem zu verwenden, welches eine Notwendigkeit für das zeitweilige Anhalten eines Fahrzeugs eliminiert.
27 zeigt ein beispielhaftes ETC-System, das dafür vorgesehen ist, in den praktischen Gebrauch überführt zu werden. In dieser Zeichnung ist ein Fahrzeug 1 mit einer Fahrzeugfunkeinrichtung 2 ausgestattet. Es ist eine Straßenantenne 4 an einem Pfosten 3 und an einer Position oberhalb einer Straße R angebracht. Es wird eine Funkverbindung zwischen der Fahrzeugfunkeinrichtung 2 und der Straßenantenne 4 aufgebaut. Ein Fahrzeugsensor 7 ist auf einer Seite der Straße R zum optischen Detektieren der Durchfahrt des Fahrzeugs 1 angeordnet.
Die Antenne 4 baut eine Funkverbindung mit der Fahrzeugfunkeinrichtung 2 auf, die in einem Fahrzeug 1, welches den Pfosten 3 passiert, angebracht ist, um dadurch den Besitzer des Fahrzeugs 1 durch die Verwendung der Funkeinrichtung 2 zu bestimmen. Die ID-Informationen, die zum Bestimmen des Besitzers des Fahrzeugs 1 zu verwenden sind, sind in die Fahrzeugfunkeinrichtung 2 geschrieben.
Eine Maut und Informationen zum Bestimmen des Besitzers des Fahrzeugs 1 werden in einen Speicherbereich der Antenne 4 jedes Mal geschrieben, wenn das Fahrzeug 1 den Pfosten 3 passiert. Die Maut und die Fahrzeugbesitzer-ID-Informationen, die erhalten worden sind, während das Fahrzeug den Pfosten 3 passierte, werden über die Antenne 4 an eine nicht gezeigte Zentrale übermittelt. Die nicht gezeigte Zentrale summiert die Mautgebühren und erhebt monatlich die Mautgebühren von dem Besitzer des Fahrzeugs 1, das den Pfosten 3 passiert hat.
In diesem System wird, nachdem ein Fahrzeugdetektor 5, der auf der Straße einer Mautstelle angeordnet ist, die Passage des Fahrzeugs 1 detektiert hat, eine Funkverbindung bezüglich der Maut zwischen der Antenne 4 und der Fahrzeugfunkeinrichtung 2 aufgebaut. Dem gemäß wird das Erheben der Mautgebühren reibungslos ausgeführt, ohne dass das fahrende Fahrzeug zeitweilig stoppen müsste.
In dem Design des ETC-Systems ist ein Abdeckungsbereich der Funkkommunikation, die zwischen der Fahrzeugfunkeinrichtung 2 und der Straßenantenne 4 aufgebaut wird, bestimmt. 28 ist eine Draufsicht, die einen beispielhaften Abdeckungsbereich zeigt. Ein gestrichelter Kommunikationsbereich F1 ist ein Bereich, innerhalb dessen eine Funkverbindung zwischen der Fahrzeugfunkeinrichtung 2 und der Straßenantenne 4 aufgebaut werden kann. Der verbleibende Bereich, d.h. ein Nonresponse-Bereich F2, ist ein Bereich, in dem keine Funkverbindung erlaubt ist.
Ein Pegel eines elektrischen Feldes der Straßenantenne 4 bestimmt hauptsächlich, ob oder ob nicht eine Funkverbindung möglich ist. In einem Fall, in dem das elektrische Feld der Straßenantenne größer als ein vorbestimmtes Niveau ist, kann die Fahrzeugfunkeinrichtung 2 eine Empfangsoperation ausführen, wodurch eine Funkverbindung ermöglicht wird. Im Gegensatz dazu kann in einem Fall, in dem das elektrische Feld der Straßenantenne 4 kleiner als ein vorbestimmtes Nonresponse-Niveau ist, die Fahrzeug funkeinrichtung 2 keine Empfangsoperation durchführen. Daher wird der Bereich, in dem die Fahrzeugfunkeinrichtung 2 keine Funkverbindung aufbauen kann, als ein Nonresponse-Bereich bezeichnet.
In dem zuvor beschriebenen Fall hat die Straßenantenne 4 ein scharfes Richtungsmuster, und ein Winkel, in dem die Straßenantenne 4 auf dem Pfosten 3 angebracht ist, beeinflusst stark die Verteilung des elektrischen Feldes. 29 zeigt eine beispielhafte Straßenantenne 4, die auf dem Pfosten 3 angebracht ist. 30 zeigt eine beispielhafte Verteilung des Empfangens des elektrischen Feldes an einer Position 1 Meter erhöht oberhalb der Straße R und mit Hinsicht auf die Richtung, in welche das Fahrzeug fährt.
Wie in 30 gezeigt, bezeichnet ein Pegel L1 eines elektrischen Feldes ein Kommunikationsstellenniveau, und ein Pegel L2 eines elektrischen Feldes bezeichnet ein Nonresponse-Schwellenniveau. Es wird aus 30 erkannt, dass der Kommunikationsbereich F1 und der Nonresponse-Bereich F2, die in 28 gezeigt sind, mit Bezug auf diese Schwellenniveaus verkörpert werden.
31 zeigt eine beispielhafte Verteilung eines elektrischen Feldes, die in einem Fall erzeugt wird, indem lediglich ein Winkel θ, in dem die Straßenantenne 4 angebracht ist und der in 29 gezeigt ist, geändert wird. In diesem Fall ist der vorbestimmte Kommunikationsbereich F1, der in 28 gezeigt ist, nicht gewährleistet, und es gibt eine Empfangsleistung – die größer als der Wert des Pegels L1 der Kommunikationsschwelle ist und an dem die Fahrzeugfunkeinrichtung 2 eine Empfangsoperation ausführen kann – in dem Nonresponse-Bereich F2. Es besteht eine Möglichkeit, dass das ETC-System eine Fehlfunktion ausführt.
In einem Fall, in dem z.B., wie in 32 gezeigt, ein Fahrzeug 1A, welches keine Fahrzeugfunkeinrichtung besitzt, und ein Fahrzeug 1B, welches eine Fahrzeugfunkeinrichtung besitzt, das ETC-System passieren, wobei das Fahrzeug 1B dem Fahrzeug 1A dicht folgt, detektieren die Fahrzeugsensoren 5 das Fahrzeug 1A. Die Funkverbindung wird jedoch zwischen der Straßenantenne 4 und der Fahrzeugfunkeinrichtung 2 des Fahrzeugs 1B aufgebaut. Infolgedessen erleidet das ETC-System eine Fehlfunktion, wodurch es ein Passieren des Fahrzeugs 1A ohne Gebühr erlaubt.
Um eine solche Fehlfunktion zu verhindern, werden Mittel für das vorherige Bestimmen eines Winkels θ notwendig, in dem die Straßenantenne 4 angebracht wird (im Weiteren einfach als "Befestigungswinkel" bezeichnet). Zu der Zeit der Installation der Straßenan tenne 4 wird der Pfosten 3, der mit einer Höhe von 5 Metern oder mehr aufrecht steht, durch die Verwendung eines Kübelfahrzeugs oder eines ähnlichen Fahrzeugs fixiert. Nach der Installation der Straßenantenne 4 kann der Befestigungswinkel θ der Straßenantenne 4 nicht leicht festgestellt werden. Es wird jedoch angenommen, dass nach der Installation der Befestigungswinkel θ der Straßenantenne durch Sturm oder ein Erdbeben geändert werden kann.
33 ist eine Draufsicht, die einen beispielhaften Überdeckungsbereich zeigt. Wie in 33 gezeigt, ist in dem Design des ETC-Systems ein Abdeckungsbereich einer Funkverbindung bestimmt, die zwischen der Fahrzeugfunkeinrichtung 2 und der Straßenantenne 4 aufgebaut wird. Ein Kommunikationsbereich F1 ist ein Bereich, innerhalb dessen eine Funkverbindung zwischen der Fahrzeugfunkeinrichtung und der Straßenantenne 4 aufgebaut werden kann. Der übrige Bereich ist ein Bereich, in welchem keine Funkverbindung erlaubt ist.
In dem vorherigen ETC-System muss der Kommunikationsbereich F1 durch Mittel der Gerichtetheit der Straßenantenne 4 abgedeckt werden. Die Sendeleistung der Straßenantenne wird jedoch aus Umweltgründen oder säkularen Änderungen geändert, die Reichweite des Kommunikationsbereichs F1 wird ebenso geändert, woraus eine Systemfehlfunktion resultiert. Weiterhin wird in Abhängigkeit einer Variation des Winkels, in dem die Straßenantenne 4 befestigt ist, der Kommunikationsbereich F1 stark geändert, wodurch es zu einer Störung mit einer Funkverbindung kommt, die von einem Fahrzeug aufgebaut wird, das auf einer benachbarten Spur fährt.
34 zeigt eine allgemein verwendete Sendeschaltung 50. In 34 bezeichnet das Bezugszeichen 51 eine Funkabteilung; 52 bezeichnet einen Niveausteuerabschwächer und 53 bezeichnet eine Antenne.
Die Sendeschaltung 50 wird z.B. für ein ETC-System verwendet. Gemäß diesem System wird ein Schmalbandkommunikationsbereich in dem Raum zwischen Funkeinrichtungen, die auf jeder Straße einer Mautstelle angeordnet sind, ausgebildet. Es wird eine Funkverbindung zwischen einem fahrenden Fahrzeug und den Straßenfunkeinrichtungen durch Verwendung einer Funkwelle einer vorbestimmten Frequenz (z.B. ein Frequenzband von 5,8 GHz) aufgebaut, um dadurch eine Mautgebühr für das Verwenden der gebührenpflichtigen Straße zu erheben.
35 zeigt eine Antenne, die an einem Mauttor eines ETC-Systems angeordnet ist. In 35 bezeichnet das Bezugszeichen 61 eine Straßenantenne; 62 bezeichnet eine Insel; 63 bezeichnet eine Spur und 64 bezeichnet einen Kommunikationsbereich. Zum Beispiel baut ein Fahrzeug, das z.B. auf Spur 63a fährt, eine Verbindung mit einer Straßenantenne 61a lediglich innerhalb eines Kommunikationsbereichs 64a auf.
Hinsichtlich einer Möglichkeit einer Störung, die in einer Funkwelle auftritt, die in einer benachbarten Spur verwendet wird, oder der Verhinderung einer fehlerhaften Kommunikation mit einem anderen Fahrzeug, welches vor oder nach dem interessierenden Fahrzeug auf derselben Spur fährt, verbleibt die Reichweite des Kommunikationsbereichs 64 vorzugsweise konstant. Aus diesem Grund muss ein Sende-E. I. R. P.-Wert, der von der Antenne 53, wie in 34 gezeigt, ausgegeben wird, auf ein vorbestimmtes Niveau gesetzt werden.
Es gibt jedoch in den Bauelementen der Sendeschaltung 50, d.h. in der Sendeausgangsleistung der Funkabteilung 51 oder dem Antennengewinn der Antenne 53, Variationen. Um diesen Variationen vorzubeugen, müssen einzelne Bauelemente durch Verwendung des Niveausteuerabschwächers 52 geregelt werden.
Die Straßenantenne hat ein Richtungsmuster, wie es in 36 gezeigt ist, und ein Kommunikationsbereich der Straßenantenne unterscheidet sich entsprechend einem Winkel, in dem die Antenne angebracht ist. Infolgedessen muss der Winkel eingestellt werden, um einen gewünschten Kommunikationsbereich zu gewährleisten. Eine Messung der empfangenen Feldintensität in jedem Winkel erfordert eine hohe menschliche Arbeitsleistung.
Außerdem muss das ETC-System eine hochverlässliche Kommunikation garantieren. Aus diesem Grund müssen ein Kommunikationsbereich, in dem ein Funkverbindung aufzubauen ist, und ein Nonresponse-Bereich, in dem keine Funkverbindung aufzubauen ist, in Übereinstimmung mit Spezifikationen des Systemdesigns verkörpert werden. Daher werden solche Spezifikationen normalerweise durch das Ausführen eines scharfen Richtungsmusters der Straßenantenne erreicht.
Die Funkwelle, die von der Straßenantenne oder der Fahrzeugeinrichtung emittiert wird, streut jedoch nicht nur auf eine interessierende Spur sondern ebenso auf die gegenüberliegende Spur, wegen mehrerer Reflexionen einer Funkwelle, welche durch Fahrzeuge oder die Umgebung induziert werden. Daher wird eine Funkverbindung fehlerhaft mit einem ankommenden Fahrzeug aufgebaut, für das es nicht erlaubt ist, eine Gebühr zu erheben, und es kann eine Mautgebühr fehlerhaft für ein ankommendes Fahrzeug erhoben werden.
Weiterhin eliminiert das ETC-System eine Notwendigkeit für das zeitweilige Stoppen eines Fahrzeugs an einem Mauttor. Es kann jedoch ein fahrendes Fahrzeug ein Mauttor mit hoher Geschwindigkeit passieren oder seine Fahrt mit derselben Geschwindigkeit, selbst, nachdem das Fahrzeug eine normale Straße erreicht hat, fortsetzen. Somit kann das Fahrzeug einen Verkehrsunfall verursachen. Um einen Verkehrsunfall zu verhindern, bedarf es eines Geschwindigkeits-Unterstützungssystems zum Messen einer Reisegeschwindigkeit eines Fahrzeugs, welches auf einer Straße fährt, die ein ETC-System besitzt, um somit einen flüssigen Verkehr zu realisieren.
In Verbindung mit der tatsächlichen Verwendung eines Mautstraßen-ETC-Systems ist eine Notwendigkeit für das zeitweilige Anhalten eines Fahrzeugs an einem Mautor eliminiert worden. Infolgedessen wird es vorhergesehen, dass ein fahrendes Fahrzeug ein Mauttor mit hoher Geschwindigkeit passiert oder eine gewöhnliche Straße von einer gebührenpflichtigen Straße aus befährt, ohne sich einer Änderung der erlaubten Geschwindigkeit bewusst zu werden. Außerdem baut das ETC-System, um einen Aufbau einer Funkverbindung mit einem Fahrzeug, das auf einer benachbarten Spur fährt, zu verhindern, eine Funkverbindung mit einer Frequenz von 5,8 GHz innerhalb eines schmalen Kommunikationsbereichs F1, welche durch die Straßenantenne 4 ausgebildet wird, auf.
Die 37A und 37B zeigen Richtungsmuster der Straßenantenne. 37A zeigt ein horizontales Richtungsmuster der Straßenantenne 4, und 37B zeigt ein vertikales Richtungsmuster der Straßenantenne 4. Wie es aus den Charakteristikendarstellungen offensichtlich ist, zeigt die Straßenantenne 4 horizontale und vertikale Richtungsmuster, in denen ein Kommunikationsbereich innerhalb eines schmalen Bereichs von –20 bis +20 Grad relativ zu dem Mittelpunkt ausgebildet werden kann.
Das Dokument US-A 5 710 566 offenbart ein Verfahren zum Implementieren eines Datenfunkaustauschs zwischen einer festen Station und sendenden/empfangenden Einrichtungen in Objekten, die sich relativ zu der festen Station bewegen, insbesondere in Fahrzeuge und vorzugsweise auf Fahrspuren. Unter Verwendung einer Antennenanordnung der festen Station, deren Sende- und/oder Empfangsprofile elektronisch eingestellt werden können, wird in einer ersten Phase ein Suchgebiet überdeckt, und es wird auf Antwortsignale von den Objekten mit Hilfe einer variierenden Angleichung der Sende- und/oder Empfangsprofile überprüft. Die Zeit des Empfangs eines Antwortsignals wird mit den instantanen Anpassungswerten des Sende- und/oder Empfangsprofils korreliert, um den Ort zu bestimmen. In einer zweiten Phase wird das Sende- und/oder Empfangsprofil in einer Sende-/Empfangseinrichtung eines Objekts festgelegt, dessen Ort bestimmt worden ist, und es wird, wenn es notwendig ist, verfolgt, während der Datenaustausch durchgeführt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt worden, um einen Mangel des Stands der Technik zu beheben, und sie zielt auf das Verwenden einer Straßenantenne, in der ein Winkel, in dem die Straßenantenne befestigt wird, leicht bestimmt werden kann, nachdem die Straßenantenne auf einem Pfosten angebracht worden ist.
Dieses wird durch Merkmale erreicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt sind. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Straßenantenne zur Verfügung, welche das Auftreten eines Wechsels in einem Kommunikationsbereich durch Steuern der Straßenantenne verhindern kann und das Auftreten einer Systemfehlfunktion oder Störung einer Funkverbindung verhindern kann, die durch ein Fahrzeug aufgebaut wird, das auf einer benachbarten Spur fährt.
Ein Sender, ein Empfänger, ein Funksystem und ein Verfahren zum Setzen eines Kommunikationsbereichs, das die Straßenantenne betrifft, die sämtliche Arbeit sparen, die für das Messen der Feldintensität erforderlich ist, und einen gewünschten Kommunikationsbereich gewährleisten.
Die Straßenantenne verhindert das Auftreten einer fehlerhaften Kommunikation mit einem ankommenden Fahrzeug, das auf der gegenüberliegenden Spur fährt.
Ein Geschwindigkeits-Unterstützungssystem sendet eine Warnung an ein Fahrzeug, welches eine Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitend fährt, die Geschwindigkeit zu verringern, um somit zu verhindern, dass ein Fahrzeug mit unerlaubten Geschwindigkei ten fährt, und einen flüssigen Verkehr eines Fahrzeugs an einer gebührenpflichtigen Straße oder einer gewöhnlichen Straße zu unterstützen.
Die Straßenantenne kann einen schmalen Kommunikationsbereich ausbilden, selbst wenn eine Struktur sich an einer erhöhten Position oberhalb der Straßenantenne befindet.
Gemäß einem ersten Aspekt umfasst eine Straßenantenne eine Straßenantenne, die auf einem Pfosten und an einer erhöhten Position auf einer Straße angebracht ist, und die eine Funkverbindung mit einer Fahrzeugfunkeinrichtung aufbaut, die in einem Fahrzeug angebracht ist, das über die Straße fährt; und eine Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls, die auf der Straßenantenne angebracht ist und einen Laserstrahl auf eine vorbestimmte Position auf der Oberfläche der Straße aussendet. Ein Versatz in dem Winkel, in dem die Straßenantenne befestigt ist, kann leicht auf der Basis eines Abstands zwischen einer vorbestimmten Position auf der Oberfläche der Straße und einer Position auf der Straßenoberfläche, auf welche ein Laserstrahl in der Tat ausgestrahlt wird, bestimmt werden.
Vorzugsweise umfasst die Straßenantenne gemäß dem ersten Aspekt weiterhin eine Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls, welche an der vorbestimmten Stelle auf der Oberfläche der Straße angebracht ist, und einen Laserstrahl, der von der Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls ausgesendet wird, empfängt, wobei der Betrieb der Straßenantenne angehalten wird, wenn die Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls den Laserstrahl nicht empfangen kann. In einem Fall, in dem die Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls einen Laserstrahl nicht empfängt, der von einer Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls ausgesendet wird, die an einer vorbestimmten erhöhten Position oberhalb der Straße zu der Zeit der Installation der Straßenantenne angeordnet worden ist, wird es offensichtlich, dass eine Änderung in dem Winkel aufgetreten ist, in dem die Straßenantenne angebracht worden ist. Daher wird der Betrieb der Straßenantenne angehalten, um eine Betriebsfehlfunktion eines elektrischen Mauterhebungssystems zu vermeiden.
Gemäß einem zweiten Aspekt umfasst eine Straßenantenne:
eine Straßenantenne, die in einer erhöhten Position oberhalb einer Straße angeordnet ist und eine Funkverbindung mit einer Fahrzeugeinrichtung aufbaut, die in einem Fahrzeug, das auf der Straße fährt, angebracht ist; einen Empfänger, der an einem vorbe stimmten Ort auf der Oberfläche der Straße und innerhalb eines Kommunikationsbereichs angeordnet ist, eine Funkwelle empfängt, die von der Straßenantenne ausgegeben wird, und ein Signal proportional zu der Leistung der Funkwelle ausgibt; und einen Controller zum Bestimmen der Sendeleistung der Straßenantenne auf der Grundlage des Signals, das von dem Empfänger ausgegeben wird, wobei der Controller die Straßenantenne so steuert, dass es verhindert wird, dass die Sendeleistung der Straßenantenne einen vorbestimmten Wert überschreitet. Der Empfänger detektiert die Sendeleistung der Straßenantenne, und ein Signal proportional zu der so detektierten Sendeleistung wird an den Controller zurückgemeldet, um so die Sendeleistung der Straßenantenne anzupassen, um so ein Auftreten in einer Änderung in dem Kommunikationsbereich zu verhindern.
Vorzugsweise werden Empfänger an jeweiligen Ecken des Kommunikationsbereichs auf der Straße ausgebildet, und der Controller bestimmt aus Signalen, die von den jeweiligen Empfängern ausgegeben werden, den Winkel, in dem die Straßenantenne befestigt ist, um dadurch einen Versatz in dem Winkel der Antenne hinsichtlich eines vorbestimmten Winkels zu detektieren. Die Signale, die von den jeweiligen Empfängern ausgegeben werden, werden an den Controller zurückgemeldet, und der Controller detektiert auf der Grundlage dieser Signale den Winkel, in dem die Straßenantenne befestigt ist, um dadurch einen Versatz von einem zuvor gesetzten anfänglichen Winkel der Straßenantenne zu detektieren.
Gemäß einem dritten Aspekt umfasst ein Verfahren zum Einstellen eines Kommunikationsbereichs die Schritte: Ausmessen einer Empfangsrate für jeden Frame eines empfangenen Signals, wenn ein Empfänger eine Funkwelle empfängt, die von einem Sender gesendet worden ist; Detektieren einer Änderung in der Empfangsrate auf einer Pro-Frame-Basis, wobei die Änderung durch eine Änderung in der Sendeausgangsleistung der Funkwelle, die von dem Sender gesendet wird, veranlasst ist; und Einstellen einer Sendeausgangsleistung in dem Sender, die erhalten wird, wenn eine Empfangsrate detektiert wird, die für einen gewünschten Kommunikationsbereich geeignet ist, der zwischen dem Sender und dem Empfänger aufgebaut ist. Das Verfahren gewährleistet einen gewünschten Kommunikationsbereich durch einfache Verfahren unter Vermeidung von menschlicher Arbeitsleistung, die zum Messen der Feldintensität erforderlich ist.
Gemäß dem nicht beanspruchten vierten Aspekt umfasst ein Funksystem: eine Funkabteilung, die eine Modulationsabteilung zum Erzeugen eines Modulationssignals ein schließt, einen Gewinn-Controller zum Steuern einer Sendeausgangsleistung, eine Leistungsverstärkungsabteilung zum Verstärken eines Sendesignals auf ein gewünschtes Niveau und eine Antenne; und eine Empfangsabteilung, die eine Antenne, einen Frequenzwandler zum Wandeln eines Hochfrequenzsignals in eine Mittenfrequenz, das durch die Antenne empfangen wird, eine Demodulationsabteilung zum Demodulieren der Mittenfrequenz, einen Decoder zum Umwandeln eines demodulierten Signals in digitale Daten und einen Empfangsratendetektor zum Detektieren einer Empfangsrate für jeden Frame eines empfangenen Signals einschließt. Auf der Grundlage der Empfangsrate, die auf einer Pro-Frame-Basis durch den Empfangsratendetektor der Empfangsabteilung detektiert wird, variiert der Gewinn-Controller der Sendeabteilung eine Sendeausgangsleistung. Infolgedessen kann ein gewünschter Kommunikationsbereich in einem Raum zwischen der Sendeabteilung und der Empfangsabteilung aufgebaut werden. Zu dieser Zeit ist keine Messung der Feldintensität notwendig.
Ein nicht beanspruchter fünfter Aspekt stellt einen Sender zur Verfügung, welcher umfasst: eine Modulationsabteilung zum Erzeugen eines Modulationssignals; einen Gewinn-Controller zum Steuern einer Sendeausgangsleistung; eine Leistungsverstärkungsabteilung zum Verstärken eines Sendesignals auf einen gewünschten Pegel und eine Antenne, wobei der Gewinn-Controller die Sendeausgangsleistung auf der Basis einer Empfangsrate für jeden Frame variiert, die bestimmt wird, wenn ein Empfänger ein Sendesignal empfängt. Auf der Basis der Empfangsrate, die von dem Empfänger auf einer Pro-Frame-Basis detektiert wird, kann die Sendeausgangsleistung des Senders auf einen Wert gesetzt werden, an dem ein gewünschter Kommunikationsbereich realisiert werden kann.
Vorzugsweise umfasst der Gewinn-Controller eine Dateneinstelleinrichtung und einen spannungsgesteuerten Verstärker, und er kann frei einen Kommunikationsbereich mittels einer Variation eines Verstärkungsgewinns ändern. Der Kommunikationsbereich kann mittels der Änderung des Gewinns des spannungsgesteuerten Verstärkers variiert werden.
Vorzugsweise umfasst der Gewinn-Controller eine Dateneinstelleinrichtung und einen spannungsgesteuerten Verstärker und kann frei einen Kommunikationsbereich mittels der Variation eines Verstärkungsgewinns ändern. Ein Kommunikationsbereich kann mittels der Variation des Grades der Abschwächung des spannungsgesteuerten Abschwächers variiert werden.
Vorzugsweise hat die Antenne eine Funktion des Anpassens des Winkels, in dem die Antenne angeordnet ist, mittels eines Signals, das von dem Empfangsratendetektor ausgegeben wird, und kann frei einen Kommunikationsbereich mittels Änderung des Winkels ändern. Der Winkel, in dem die Antenne angebracht ist, wird geändert, um somit eine Änderung eines Kommunikationsbereichs zu ermöglichen.
Gemäß dem nicht beanspruchten sechsten Aspekt umfasst ein Empfänger: eine Antenne zum Empfangen einer Funkwelle, die von einem Sender gesendet wird; einen Frequenzwandler zum Wandeln eines Hochfrequenzsignals, das durch die Antenne empfangen wird, in eine Mittenfrequenz; eine Demodulationsabteilung zum Demodulieren der Mittenfrequenz; einen Decoder zum Umwandeln des demodulierten Signals in digitale Daten; und einen Empfangsratendetektor zum Detektieren einer Empfangsrate für jeden Frame des empfangenen Signals, wobei ein Kommunikationsbereich frei mittels einer Änderung einer Sendeausgangsleistung des Senders auf der Grundlage der Empfangsrate für jeden Frame, die von dem Empfangsratendetektor detektiert wird, geändert werden kann. Auf der Grundlage einer Empfangsrate, die auf einer Pro-Frame-Basis erhalten wird, kann eine Sendeausgangsleistung des Senders so gesetzt werden, dass ein gewünschter Empfangsbereich realisiert wird.
Gemäß dem nicht beanspruchten siebten Aspekt umfasst eine Straßenantenne: eine Straßenantenne, die an einer erhöhten Position oberhalb einer Straße angeordnet ist und eine Funkverbindung mit einer Fahrzeugeinrichtung aufbaut, die in einem Fahrzeug angebracht ist, das auf der Straße fährt; einen Dopplersignal-Prozessor, der die Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf der Basis einer Änderung, die in der Frequenz einer reflektierten Welle aufgrund des Dopplereffekts auftritt detektiert, wobei die reflektierte Welle ausgebildet wird, wenn eine Sendewelle, die von der Straßenantenne gesendet wird, durch ein Fahrzeug reflektiert wird; und einen Controller zum Verhindern des Aufbaus einer Verbindung mit einem Fahrzeug, das in einer Spur gegenüberliegend der Spur fährt, in welcher das detektierte Fahrzeug fährt. Eine Sendewelle wird von der Straßenantenne gesendet, welche an einer erhöhten Position oberhalb der Straße angeordnet ist, und das Fahrzeug reflektiert die Sendewelle, so dass eine reflektierte Welle erzeugt wird. Die so reflektierte Welle wird von der Straßenantenne empfangen. Aus der reflektierten Welle werden Dopplersignale, die im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verschoben sind, detektiert, und es wird die Fahrtrichtung des Fahrzeugs durch Verwendung des Dopplereffekts detektiert. Somit wird eine Funkverbindung mit lediglich einem Fahrzeug aufgebaut, das in der interessierenden Spur fährt, und ein Auf bau einer Verbindung mit einem Fahrzeug, das in der gegenüberliegenden Spur fährt, wird verhindert.
Vorzugsweise umfasst die Straßenantenne eine Einrichtung zum Extrahieren einer reflektierten Welle, welche die reflektierte Welle empfängt, die erzeugt wird, wenn die Sendewelle, die von der Straßenantenne zum Aufbau der Funkverbindung und zum Erheben einer Mautgebühr ausgesendet wird, von dem Fahrzeug reflektiert wird, sowie eine Empfangswelle, welche von der Fahrzeugeinrichtung gesendet wird, die in dem Fahrzeug angebracht ist, um somit lediglich die reflektierte Welle zu extrahieren. Durch Verwendung einer reflektierten Welle, die erzeugt wird, wenn eine Sendewelle, die zu der Fahrzeugeinrichtung zum Aufbau der Funkverbindung und dem Erheben einer Mautgebühr gesendet wird, von dem Fahrzeug reflektiert wird, wird die Fahrtrichtung des fahrenden Fahrzeugs mit Hilfe des Dopplereffekts detektiert, wodurch ein Aufbau einer Verbindung mit dem Fahrzeug, das in der gegenüberliegenden Spur fährt, verhindert wird.
Gemäß dem nicht beanspruchten achten Aspekt umfasst ein Geschwindigkeits-Unterstützungssystem: eine Fahrzeugfunkeinrichtung, die in einem fahrenden Fahrzeug anzubringen ist; eine Antenne, die eine Funkverbindung mit dem Fahrzeug aufbaut und in einer Position oberhalb einer Straße anzubringen ist; eine Bestimmungseinrichtung, welche in der Antenne bereitgestellt wird und bestimmt, ob oder ob nicht die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einer Geschwindigkeitsbegrenzung, die über eine Straße auferlegt ist, gemäß ist, auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eines Signal entsprechend einer reflektierten Welle, wobei die reflektierte Welle als ein Ergebnis eines Funks erzeugt wird, der von der Antenne ausgesandt wird und von dem Fahrzeug, wenn das Fahrzeug sich der Antenne nähert oder sich von dieser entfernt, reflektiert wird. Es kann eine Warnung, die Geschwindigkeit zu verringern, an einen Fahrer eines Fahrzeugs, das mit einer Geschwindigkeit oberhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung fährt, gesendet werden, um somit die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auf einer Straße, die eine gebührenpflichtige mit einer gewöhnlichen Straße verbindet, zu beschränken. Infolgedessen kann das Geschwindigkeits-Unterstützungssystem einen Fahrer dazu drängen, ein sicheres Fahren auf einer Straße zu praktizieren, die eine gebührenpflichtige und eine gewöhnliche Straße verbindet.
Vorzugsweise umfasst die Antenne: einen Empfänger zum Empfangen einer reflektierten Welle, wobei die reflektierte Welle erzeugt wird, wenn ein Funk, der zu der Fahr zeugeinheit ausgesendet wird, von dem Fahrzeug reflektiert wird; und einen Detektor zum Detektieren eines Signals, das von dem Empfänger empfangen wird, und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann auf der Grundlage des empfangenen Signals und der detektierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs beschränkt werden.
Vorzugsweise umfasst die Antenne: eine Geschwindigkeitswarneinrichtung, welche die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wie sie von dem Detektor detektiert wird, mit einer vorbestimmten Warngeschwindigkeit vergleicht, bestimmt, ob oder ob nicht die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Warngeschwindigkeit überschreitet, und eine Warnung an das Fahrzeug ausgibt, wenn das Fahrzeug die Warngeschwindigkeit überschreitet. Es kann auf der Grundlage des empfangenen Signals und der detektierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine Warnnachricht an den Fahrer eines Fahrzeugs gesendet werden, das mit erhöhter Geschwindigkeit fährt.
Ein Geschwindigkeits-Unterstützungssystem umfasst eine Fahrzeugfunkeinrichtung, die in einem fahrenden Fahrzeug anzubringen ist; eine Antenne, die eine Funkverbindung mit der Fahrzeugfunkeinrichtung aufbaut, und die an einer Position oberhalb einer Straße angeordnet ist; und eine Messeinrichtung zum Messen der Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs auf der Grundlage eines Signals entsprechend einer reflektierten Welle mit Hilfe des Dopplereffekts, wenn das Fahrzeug sich der Antenne nähert oder sich von dieser entfernt, wobei die reflektierte Welle erzeugt wird, wenn eine Funkwelle von dem Fahrzeug reflektiert wird, wobei die Straße sowohl eine gebührenpflichtige als auch eine gewöhnliche Straße einschließt. Es wird einem Fahrer eines Fahrzeugs, das mit erhöhter Geschwindigkeit fährt, eine Beschränkung auferlegt, um somit einen Unfall zu verhindern. Somit kann das Geschwindigkeits-Unterstützungssystem dem Fahrer ermöglichen, festzustellen, dass sein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit oberhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung fährt, und es kann dem Fahrer eine Warnung senden. Infolgedessen kann es verhindert werden, dass ein Fahrzeug mit erhöhter Geschwindigkeit auf einer gebührenpflichtigen oder einer gewöhnlichen Straße fährt.
Vorzugsweise umfasst die Antenne: einen Empfänger zum Empfangen einer Welle, die durch ein Fahrzeug reflektiert wird, als ein Ergebnis einer Funkwelle, die zu der Fahrzeugfunkvorrichtung gesendet wird; und einen Detektor zum Detektieren des Signals, das von dem Empfänger empfangen wird, und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Es kann der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs auf der Grundlage eines empfangenen Sig nals und der detektierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine Beschränkung auferlegt werden.
Vorzugsweise umfasst die Antenne: eine Geschwindigkeitswarneinrichtung, die die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wie sie von dem Detektor detektiert wird, mit einer vorbestimmten Warngeschwindigkeit vergleicht, bestimmt, ob oder ob nicht die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Warngeschwindigkeit überschreitet, und eine Warnung an das Fahrzeug ausgibt, wenn das Fahrzeug die Warngeschwindigkeit überschreitet. Es kann auf der Grundlage eines empfangenen Signals und der detektierten Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine Warnung an den Fahrer eines Fahrzeugs gesendet werden, welches mit einer Geschwindigkeit oberhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung fährt, um dadurch zu verursachen, dass der Fahrer feststellt, dass sein Fahrzeug mit erhöhter Geschwindigkeit fährt.
Gemäß dem nicht beanspruchten neunten Aspekt umfasst eine Straßenantenne: eine Straßenantenne, die an einer erhöhten Position auf einer Straße angeordnet ist, und die einen vorbestimmten Kommunikationsbereich auf der Straße setzt, und eine dachförmige Struktur, die an einer erhöhten Struktur oberhalb der Straßenantenne positioniert ist, wobei die Seite der Struktur gegenüber der Straßenantenne mit einem Funkwellen absorbierenden Material versehen ist, wobei die Funkverbindung zwischen der Straßenantenne und einer Fahrzeugeinrichtung, die in einem Fahrzeug angebracht ist, das auf der Straße und innerhalb des Kommunikationsbereichs fährt, aufgebaut wird. Vorzugsweise kann als das funkabsorbierende Element ein blechartiges Funkwellen absorbierendes Element, ein farbenartiges Funkwellen absorbierendes Element oder ein mehrschichtiges funkabsorbierendes Element verwendet werden.
Eine Funkwelle, die von der Straßenantenne ausgesendet wird, wird von einer Straße reflektiert, und die so reflektierte Funkwelle wird von dem Funkwellen absorbierenden Element, das auf der dachförmigen Struktur bereitgestellt wird, absorbiert. Infolgedessen wird ein schmaler Kommunikationsbereich ausgebildet, der ebenso ausgebildet werden würde, wenn keine Struktur oberhalb der Straßenantenne vorhanden wäre.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Illustration, die schematisch die Struktur einer Straßenantenne entsprechend der ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine äußere perspektivische Ansicht, die die Straßenantenne zeigt.
3 ist eine Draufsicht, die eine Position zeigt, auf die ein Laserstrahl auszustrahlen ist, wenn die Position sich entfernt von einem Ziel befindet.
4 ist eine Illustration, die die Struktur einer Straßenantenne entsprechend einer zweiten Ausführungsform schematisch zeigt.
5 ist eine seitlich Aufrissansicht, die ein elektrisches Mauterhebungssystem zeigt, zu dem eine Straßenantenne gemäß der dritten Ausführungsform.
6 ist eine Draufsicht, die das elektrische Mauterhebungssystem, das in 5 gezeigt ist, zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Straßenantenne entsprechend der dritten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Draufsicht, die ein elektrisches Mauterhebungssystem entsprechend der vierten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, das die Straßenantenne entsprechend der vierten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, das ein Funksystem entsprechend der fünften Ausführungsform zeigt.
11 zeigt ein Frame-Format-Beispiel, das in einem elektrischen Mauterhebungssystem verwendet wird.
12A und 12B sind Diagramme zur Beschreibung eines Betriebs des Setzens eines Kommunikationsbereichs.
13 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Senders entsprechend der sechsten Ausführungsform zeigt.
14 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Senders entsprechend der siebten Ausführungsform zeigt.
15 ist ein Diagramm, das die Konfiguration einer Straßenantenne entsprechend der siebten Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Draufsicht, die die Gesamtstruktur einer Straßenantenne gemäß der achten Ausführungsform zeigt, in der eine normale Funkverbindung mit einem Fahrzeug in einer Spur, in der die Straßenantenne angeordnet ist, aufgebaut ist.
17 ist eine Draufsicht, die die gesamte Struktur der Straßenantenne entsprechend der achten Ausführungsform zeigt, in der der Aufbau einer fehlerhaften Kommunikation mit einem ankommenden Fahrzeug in der gegenüberliegenden Spur verhindert wird.
18 ist ein Blockdiagramm, das die Straßenantenne entsprechend der achten Ausführungsform zeigt.
19 ist eine perspektivische allgemeine Ansicht, welche die Konfiguration eines Geschwindigkeits-Unterstützungssystems entsprechend der neunten Ausführungsform zeigt.
20 ist eine Illustration, die ein Verhältnis zwischen einem Dopplersignal und der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs entsprechend der neunten Ausführungsform zeigt.
21 ist ein Blockdiagramm, das ein Antennensystem entsprechend der neunten Ausführungsform zeigt.
22 ist eine Illustration, die eine Straßenantenne entsprechend der nicht beanspruchten zehnten Ausführungsform zeigt.
23 ist eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Prinzips, auf dem beruhend ein Funkwellen absorbierendes Einzelschichtelement eine Funkwelle absorbiert.
24 ist eine Illustration, die eine Straßenantenne entsprechend der nicht beanspruchten elften Ausführungsform zeigt.
25 ist eine Illustration, die eine Straßenantenne entsprechend einer nicht beanspruchten zwölften Ausführungsform zeigt.
26 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein Funkwellen absorbierendes Multischichtelement zeigt.
27 zeigt ein Beispiel eines elektrischen Mauterhebungssystems.
28 zeigt ein Beispiel für einen Kommunikationsbereich.
29 ist eine Illustration, die ein Beispiel zeigt, in welchem eine Straßenantenne angebracht ist.
30 zeigt eine beispielhafte Verteilung eines Pegels eines empfangenen elektrischen Feldes in einer Richtung, in der ein Fahrzeug fährt.
31 zeigt eine beispielhafte Verteilung eines Pegels eines empfangenen elektrischen Feldes in einer Richtung, in der ein Fahrzeug fährt, wenn der Winkel, in dem die Straßenantenne angebracht ist, geändert wird.
32 ist eine erläuternde Ansicht, die eine beispielhafte Betriebsfehlfunktion des elektrischen Mauterhebungssystems zeigt.
33 zeigt ein Beispiel für einen Kommunikationsbereich.
34 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer allgemein verwendeten Sendeschaltung zeigt.
35 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Mauttorantenne zeigt, die in einem Mautstraßen-ETC-System verwendet wird.
36 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Richtungsmuster einer Straßenantenne zeigt.
37A und 37B zeigen ein Beispiel für ein Richtungsmuster der Straßenantenne, wobei 37A ein Diagramm ist, das ein horizontales Richtungsmuster zeigt, und 37B ein Diagramm ist, das ein vertikales Richtungsmuster zeigt.
38 ist eine Illustration, welche ein Beispiel für einen Kommunikationsbereich zeigt, der von einer Funkwelle gebildet wird, die von der Straßenantenne ausgesendet wird.
39 ist eine Illustration, die eine Reflexion einer Funkwelle von einer dachförmigen Struktur zeigt.
40 ist eine Illustration, die eine Reflexion einer Funkwelle von einer Spiegelbildantenne zeigt.
41 ist eine Illustration, die ein Beispiel für einen Kommunikationsbereich zeigt, der durch die Funkwelle ausgebildet wird, die von der dachförmigen Struktur reflektiert wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen werden im Weiteren mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 ist eine Illustration, um schematisch eine Straßenantenne gemäß der ersten Ausführungsform zu zeigen. In der Zeichnung ist die Straßenantenne 104 an einem Pfosten 103 und an einer Position angebracht, die um eine vorbestimmte Höhe gegenüber einer Straßenoberfläche erhöht ist. Eine Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 ist in der Straßenantenne 104 enthalten. Die Straßenantenne 104 und die Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 sind mit einem Controller 112 verbunden, der auf einer Straße R angeordnet ist.
2 ist eine externe perspektivische Ansicht, welche die Straßenantenne 104 zeigt. Die Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 ist in einer Ecke einer ebenen Antennenfläche 104a enthalten. Die Richtung, in welche die Einrichtung zum Ausstrahlen eines Laserstrahls 111 einen Laserstrahl aussendet, wird durch einen Winkel θ bestimmt, in dem die Straßenantenne 104 befestigt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform passt die Richtung, in welche die Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 einen Laserstrahl aussendet (hier im Weiteren einfach als eine "Emissionsrichtung" bezeichnet), zu der Orientierung der Straßenantenne 104. Die Emissionsrichtung der Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 kann jedoch von der Orientierung der Straßenantenne 104 verschieden sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Einrichtungen zum Aussenden eines Laserstrahls 111 auf der Straßenantenne 104 bereitgestellt werden.
Der Betrieb der Straßenantenne wird nun beschrieben. Zu der Zeit der Montage der Straßenantenne 104 sendet die Straßenantenne 104 aktuell eine Funkwelle aus, wodurch die Verteilung eines elektrischen Feldes über der Straße R bestimmt wird. Auf der Grundlage des Bestimmungsergebnisses legt die Straßenantenne 104 den Kommunikationsbereich F101 und den Nonresponse-Bereich F102 fest. Ein Winkel θ, in dem die Straßenantenne 104 angebracht ist, und eine Sendeleistung werden so eingestellt, dass sie den Spezifikationen entsprechen.
Wenn der Kommunikationsbereich F101 und der Nonresponse-Bereich F102 enthalten sind, wird ein Laserstrahl von der Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 ausgesendet. Es wird eine Zielmarkierung 113 an einer vorbestimmten Position auf der Straße R bereitgestellt, auf welche der Laserstrahl auszustrahlen ist.
In einem Fall, in dem keine Änderung in einem Winkel θ, in dem die Straßenantenne 104 befestigt ist, auftritt, verbleibt die Position, zu der der Laserstrahl ausgestrahlt wird (hierin im Weiteren als eine "Schussposition 114" bezeichnet) unverändert und ist auf der Zielmarkierung 113 lokalisiert. Im Gegensatz dazu ist, wenn eine Änderung in einem Winkel θ auftritt, in dem die Straßenantenne 104 befestigt ist, die Schussposition 114 von der Zielmarkierung 113 wegbewegt. 3 ist eine Draufsicht, die die Schussposition 114, wie von der Zielmarkierung 113 wegbewegt ist, zeigt.
Da die Höhe "h" der Position, an der die Straßenantenne 104 angeordnet ist, bekannt ist, kann eine Abweichung von dem Befestigungswinkel θ der Straßenantenne 104 leicht aus dem Abstand zwischen der Zielmarkierung 113 und der Schussposition 114 hergeleitet werden. Der Kommunikationsbereich F101 und der Nonresponse-Bereich F102 können aus der so hergeleiteten Abweichung von dem Befestigungswinkel θ geschätzt werden. Wenn es möglich ist, dass das ETC-System eine Fehlfunktion aufweist, kann der Befestigungswinkel θ der Straßenantenne 104 korrigiert werden.
Ausführungsform 2
4 ist eine Illustration, welche die Konfiguration einer Straßenantenne entsprechend der zweiten Ausführungsform, welche sich in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet, zeigt. Solche Elemente, welche dieselben wie die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird zu der Zeit der Installation der Straßenantenne 104 eine Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls 115 an der vorbestimmten Schlussposition 113 auf der Straße R zum Empfangen des Laserstrahls, welcher von der Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 ausgesandt wird, positioniert. Die Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls 115 ist mit dem Controller 112 verbunden. In anderen Hinsichten ist die Straßenantenne gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Struktur mit derjenigen, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird, identisch.
In einem Fall, in dem eine Änderung in dem Befestigungswinkel θ der Straßenantenne 104 erfolgt, gelingt es der Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls 115 nicht, den Laserstrahl zu empfangen, der von der Einrichtung zum Aussenden eines Laserstrahls 111 ausgesandt worden ist. Informationen über einen solchen Betriebsfehler werden an den Controller 112 übermittelt, und der Controller 112 hält den Betrieb der Straßenantenne an. Wenn es nicht notwendig ist, den Betrieb der Straßenantenne 104 anzuhalten, führt der Controller 112 die Funktion des Sendens einer Alarmnachricht an eine Bedienperson des ETC-Systems aus.
In der Konfiguration der Straßenantenne, die in 4 gezeigt ist, wird es erwartet, dass, selbst wenn keine Änderung in dem Befestigungswinkel θ der Straßenantenne 104 auftritt, ein Laserstrahl unterbrochen wird, wenn das Fahrzeug 101 über die Straße R fährt, woraufhin die Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls 115 keinen Laserstrahl empfangen kann. Aus diesem Grund muss der Einfluss der Unterbrechung eines Laserstrahls auf die Bestimmung des Empfangs eines Laserstrahls, die ansonsten von einem Hindernis veranlasst werden würde, auf der Basis von Informationen über die Auswahl der Position der Einrichtung zum Empfangen eines Laserstrahls 115 und Informationen über die Fahrzeugsensoren 105 eliminiert werden.
Ausführungsform 3
5 ist eine seitlich Aufrissansicht, die schematisch ein elektrisches Mauterhebungs(ETC)-System zeigt, für das eine Straßenantenne gemäß der dritten Ausführungsform, welche sich in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung befindet, verwendet wird.
In der Zeichnung wird eine Straßenantenne 204 an einem Pfosten 203 und an einer Position angeordnet, die um eine vorbestimmte Höhe gegenüber einer Straßenoberfläche erhöht ist. Es wird eine Funkverbindung zwischen der Straßenantenne 204 und der Fahrzeugeinrichtung 202 aufgebaut. Weiterhin ist ein Funk-Controller 206 in der Nähe eines Pfostens 203 und auf einer Seite einer Straße R angeordnet. Der Funk-Controller 206 ist mit der Straßenantenne 204 über eine Steuerleitung 207 verbunden.
Ein Empfänger 208 zum Empfangen einer Funkwelle, welche von der Straßenantenne 204 ausgesendet wird, ist an einem vorbestimmten Ort auf der Oberfläche der Straße R angeordnet. Der Empfänger 208 ist mit dem Funk-Controller 206 über eine Verbindungsleitung 209 verbunden.
6 ist eine Draufsicht eines elektrischen Mauterhebungs(ETC)-Systems, wie es in 5 gezeigt ist. Der Kommunikationsbereich F1 ist eine Reichweite, innerhalb der eine Funkverbindung zwischen der Fahrzeugeinrichtung 202 und der Straßenantenne 204 aufgebaut werden kann. Der Empfänger 208 ist an einem vorbestimmten Ort auf der Straße R und innerhalb des Kommunikationsbereichs F1 angeordnet.
7 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Straßenantenne 204 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Die Straßenantenne 204 umfasst eine Antennenabteilung 241, einen variablen Verstärker 242 und eine Signalquelle 243 des 5,8 GHz-Bandes.
Weiterhin umfasst der Funk-Controller 206 eine Analog-zu-Digital-Wandler-Abteilung 261 zum Wandeln eines Signals, das über die Verbindungsleitung 209 in den Empfänger 208 gerät, in ein digitales Signal; eine Verarbeitungsabteilung 262 und eine Digital-zu-Analog-Wandler-Abteilung 263 für die Umwandlung eines Signals, das von der Verarbeitungsabteilung 262 ausgegeben wird in ein analoges Signal. Der Empfänger 208 umfasst eine Antennenabteilung 281 zum Empfangen einer Funkwelle, welche von der Straßenantenne 204 ausgegeben wird; eine Empfangsabteilung 282 und eine Detektionsschaltung 283 für das Detektieren einer empfangenen Funkwelle.
Die Funkwelle, die von der Antennenabteilung 241 der Straßenantenne 204 ausgesendet wird, wird durch eine Antennenabteilung 281 und eine empfangende Abteilung 282 des Empfängers empfangen. In dem Empfänger 208 detektiert eine Detektionsschaltung 283 die empfangene Radiowelle und gibt ein Spannungssignal proportional zu der empfangenen Leistung an den Funk-Controller 206 aus.
In dem Funk-Controller 206 wird das Spannungssignal, welches von der Detektionsschaltung 283 über die Steuerleitung 209 ausgegeben wird, mit Hilfe einer Analog-zu-Digital-Wandler-Abteilung 261 in ein digitales Signal gewandelt. Die Verarbeitungsabteilung 262 bestimmt die Sendeleistung und gibt Steuerdaten aus, die zum Anpassen der Sendeleistung der Straßenantenne 204 verwendet werden. Die Steuerdaten werden an die Digital-zu-Analog-Wandler-Abteilung 263 übermittelt, in der die Daten in ein analoges Steuersignal gewandelt werden.
Das so umgewandelte analoge Steuersignal wird für die Steuerung des Grades der Verstärkung des variablen Verstärkers 242 verwendet. Ein Anfangswert der Sendeleistung wird in der Verarbeitungsabteilung 262 zuvor gespeichert. Der Grad der Verstärkung des variablen Verstärkers 242 wird durch Verwendung einer Feedback-Schleife bis die Sendeleistung nahe dem Anfangswert wird gesteuert, wodurch eine Konstanz der Sendeleistung der Straßenantenne, die für das Senden einer Funkwelle verwendet wird, beibehalten wird.
Ausführungsform 4
8 ist eine seitliche Aufrissansicht, die schematisch ein elektrisches Mauterhebungs(ETC)-System zeigt, welches für eine Straßenantenne entsprechend der vierten Ausführungsform, welche in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, verwendet wird. Solche Bezugszeichen, welche dieselben sind, wie die, die in Verbindung mit der dritten Ausführungsform beschrieben worden sind, werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform werden vier Empfänger 208A, 208B, 208C und 208D an jeweiligen vier Ecken des Kommunikationsbereichs F21 angeordnet, welcher auf der Straße R ausgebildet wird. In anderen Hinsichten ist das ETC-System in der Struktur mit demjenigen identisch, das in der dritten Ausführungsform verwendet wird.
9 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer Straßenantenne entsprechend der vierten Ausführungsform zeigt. Die Empfänger 208A bis 208D, welche an den jeweiligen vier Ecken des Kommunikationsbereichs F21 angeordnet sind, werden mit dem Funk-Controller 206 über entsprechende Steuerleitungen 209A bis 209D verbunden.
Jeder der Empfänger 208A bis 208D umfasst eine Antennenabteilung 281, eine Empfangsabteilung 282 und eine Detektionsschaltung 283. Der Funk-Controller 206 weist eine Analog-zu-Digital-Wandler-Abteilung 261 zum Wandeln eines Spannungssignals, das von der Detektionsschaltung 283 von jedem der Empfänger 208A bis 208D ausgegeben wird, in ein digitales Signal auf. Die Analog-zu-Digital-Wandler-Abteilung 261 wird z.B. aus vier Analog-zu-Digital-Wandlern gebildet, welche in einer Seite-an-Seite-Konfiguration angeordnet sind.
Die Funkwelle, die von der Antennenabteilung 241 der Straßenantenne 204 ausgesandt wird, wird von der Antennenabteilung 281 und der Empfangsabteilung 282 von jedem der Empfänger 208A bis 208D empfangen. Die Detektionsschaltung 283 detektiert die Funkwelle, die von jedem der Empfänger 208A bis 208D empfangen wird, und gibt ein Spannungssignal proportional zu der Empfangsleistung aus, welche zum Empfangen der Funkwelle verwendet wird, an den Funk-Controller 206 ausgegeben.
Der Funk-Controller 206 empfängt das Spannungssignal, welches von der Detektionsschaltung 283 von jedem der Empfänger 208A bis 208D ausgegeben wird, über eine entsprechende der Verbindungsleitungen 209A bis 209D. Das so empfangene Spannungssignal wird durch die Analog-zu-Digital-Wandler-Abteilung 261 in ein digitales Signal gewandelt. Die Verarbeitungsabteilung 262 vergleicht einen vorherbestimmten Wert mit vier digitalen Signalen, und der Winkel, in dem die Straßenantenne 204 angebracht ist, wird auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses detektiert.
Zum Beispiel wird es in einem Fall, in dem die Spannungssignale, die von den Empfängern 208A und 208D ausgegeben werden, groß sind, und die Spannungssignale, de von den Empfängern 208B und 208C ausgegeben werden klein sind, festgestellt, dass die Straßenantenne mit Hinsicht auf die Richtung, in der das Fahrzeug 201 fährt, nach links geneigt ist. Wenn eine große Neigung in der Straßenantenne 204 aufgetreten ist, kann eine Funkwelle mit einer Funkverbindung interferieren, welche von einem Fahrzeug aufgebaut wird, das in einer benachbarten Spur fährt. Um eine solche Interferenz zu verhindern, wird ein Alarm ausgegeben.
Nicht beanspruchte Ausführungsform 5
10 ist ein Diagramm, das die Struktur eines Funksystems gemäß der fünften Ausführungsform zeigt, wobei das System ein ASK(amplitude shift keying)-Schema verwendet.
In 10 bezeichnet das Bezugszeichen 301 eine Sendeabteilung; 311 bezeichnet eine ASK(amplitude shift keying)-Modulationsabteilung; 312 bezeichnet eine Gewinnsteuerabteilung; 313 bezeichnet eine Leistungsverstärkungsabteilung und 314 bezeichnet eine Antenne. Die Gewinnsteuerabteilung 312 besteht aus einem spannungsgesteuerten Verstärker 312a und einer Dateneinstellungseinrichtung 312b.
Das Bezugszeichen 302 bezeichnet eine Empfangsabteilung eines anderen Teilnehmers; 321 bezeichnet eine Antenne; 322 bezeichnet eine Frequenzwandlerabteilung; 323 bezeichnet eine ASK(amplitude shift keying)-Demodulationsabteilung und 324 bezeichnet eine Decodierabteilung. Die Decodierabteilung 324 besteht aus einem Demodulator 324a und einer Einrichtung zum Bestimmen einer Empfangsrate 324b.
Der Betrieb einer Sendeausgabesteuerschaltung, welche die vorhergehende Konfiguration aufweist, wird nun beschrieben. In der Sendeabteilung 301 wird ein ASK(amplitude shift keying)-Modulationssignal, welches von der ASK-Modulationsabteilung 311 erzeugt wird, durch die Leistungsverstärkungsabteilung 313 auf einen gewünschten Pegel verstärkt, nachdem es die Gewinnsteuerabteilung 312 passiert hat. Das so verstärkte Signal wird als eine Funkwelle von der Antenne 314 ausgesendet. Die Gewinnsteuerabteilung 312 bestimmt den Gewinn des spannungsgesteuerten Verstärkers 312a in Übereinstimmung mit den Einstellungen der Dateneinstellungseinrichtung 312b.
Die Empfangsabteilung 302 ist an einer beliebigen Position in der Spur 363, wie es in 35 gezeigt ist, angeordnet und führt eine Empfangsoperation aus. In 10 wird ein Hochfrequenzsignal, welches von der Antenne 321 empfangen wird, mit Hilfe der Frequenzwandlereinrichtung 322 in eine Mittenfrequenz gewandelt, und die Mittenfrequenz wird von der ASK-Demodulationsabteilung 323 in ein ASK(amplitude shift keying)-Signal demoduliert. Das so demodulierte Signal wird von dem Demodulator 324a der Decodierabteilung 324 in digitale Daten gewandelt. Gleichzeitig bestimmt die Einrichtung zur Bestimmung einer Empfangsrate 324b auf einer Pro-Frame-Basis, ob oder ob nicht das empfangene Signal korrekte Sendedaten darstellt.
11 zeigt ein beispielhaftes Frame-Format, das in dem ETC-System verwendet wird. Die Empfangsabteilung 302, die in 10 gezeigt ist, empfängt einen FCMS-Schlitz und entweder einen MDS(1)-Schlitz oder einen MDS(3)-Schlitz, wie in 11 gezeigt. Jeder Schlitz enthält einen Fehlerdetektionscode von 16-Bit-CRC (cyclic redundancy check) und bestimmt, ob oder ob nicht die empfangenen Daten korrekte Daten sind.
Mit Bezug auf die 12A und 12B wird nun die Steuerung einer Sendeausgabeleistung der Sendeabteilung 1, die in 10 gezeigt ist, beschrieben. In der in den 12A und 12B gezeigten Antenne bezeichnet das Bezugszeichen 331 einen Bereich, welcher von einer Straßenantenne 361 abgedeckt wird; 332 bezeichnet einen gewünschten Kommunikationsbereich und 302 bezeichnet die Empfangsabteilung 302.
12 zeigt eine Situation, in der die Empfangsabteilung 302, die innerhalb des gewünschten Kommunikationsbereichs 332 positioniert ist, keine Verbindung aufbauen kann, weil der Abdeckungsbereich 331, der von der Straßenantenne 361 gebildet wird, schmal ist. Zu dieser Zeit zeigte das Ergebnis der Messung, die von der Einrichtung 324b zur Bestimmung einer Empfangsrate der Empfangsabteilung 302 durchgeführt worden ist, dass keine Kommunikation möglich ist. Um eine Kommunikation zu ermögli chen, wird die Dateneinstelleinrichtung 312b der Sendeabteilung 301, die in 10 gezeigt ist, zurückgesetzt. Der Gewinn des spannungsgesteuerten Verstärkers 312a wird erhöht, bis das Ergebnis der Messung, welche von der Einrichtung 324b zur Bestimmung einer Empfangsrate der Empfangsabteilung 302 ausgeführt wird, zeigt, dass eine Verbindung möglich ist. Die Einrichtung 324b zur Bestimmung einer Empfangsrate misst eine Empfangsrate auf einer Pro-Frame-Basis, und es wird der Gewinn (die Sendeausgangsleistung) des spannungsgesteuerten Verstärkers 312a fest eingestellt, während das Messergebnis zeigt, dass eine Verbindung möglich ist. Infolgedessen wird der Abdeckungsbereich 331, welcher von der Straßenantenne 361 ausgebildet wird, korrekt eingestellt, während die Empfangsabteilung 302 innerhalb des gewünschten Kommunikationsbereichs 332 positioniert ist, wodurch es ermöglicht wird, dass die Gesamtheit des gewünschten Kommunikationsbereichs 332 empfangbar ist.
12B zeigt eine Situation, in der die Empfangsabteilung 302, welche außerhalb des Kommunikationsbereichs 332 positioniert ist, eine Verbindung daher aufgebaut hat, dass von der Straßenantenne 361 ein breiter Überdeckungsbereich ausgebildet worden ist. Zu dieser Zeit zeigt das Ergebnis der Messung, welche von der Einrichtung zur Bestimmung einer Empfangsrate 324b der Empfangsabteilung 302 durchgeführt worden ist, dass eine Kommunikation möglich ist. In diesem Fall wird die Dateneinstelleinrichtung 312b der Sendeabteilung 301 zurückgesetzt, und die Einrichtung 324b zur Bestimmung einer Empfangsrate der Empfangsabteilung 302 misst eine Empfangsrate auf einer Pro-Frame-Basis. Der Gewinn des spannungsgesteuerten Verstärkers 312a wird herabgesetzt, bis das Messergebnis zeigt, dass keine Verbindung möglich ist. Der Gewinn des spannungsgesteuerten Verstärkers 312a wird festgesetzt, während das Ergebnis der Messung, welche von der Einrichtung 324b zum Bestimmen einer Empfangsrate ausgeführt worden ist, zeigt, dass keine Verbindung möglich ist. Infolgedessen wird der Überdeckungsbereich 331, der von der Straßenantenne 361 gebildet wird, geeignet so gesetzt, dass die Empfangsabteilung 302, welche sich außerhalb des gewünschten Kommunikationsbereichs 332 befindet, nicht empfangsfähig wird.
In dieser Ausführungsform misst die Einrichtung 324b zum Bestimmen einer Empfangsrate der Empfangsabteilung 302 eine Empfangsrate auf einer Pro-Frame-Basis, und der Gewinn des spannungsgesteuerten Verstärkers 312a der Sendeabteilung 301 wird auf der Grundlage des Messergebnisses gesteuert, wodurch der gewünschte Kommunikationsbereich 332 sichergestellt wird.
Nicht beanspruchte Ausführungsform 6
Die sechste Ausführungsform wird nun mit Bezug auf ein Blockdiagramm, das in 13 gezeigt ist, beschrieben. Wie es veranschaulicht ist, ist die Sendeabteilung der vorliegenden Ausführungsform in der Konfiguration mit derjenigen identisch, die in 10 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die Konfiguration der Gewinnsteuerabteilung 312 geändert ist. Eine Erläuterung der identischen Konfiguration wird hier ausgelassen. Die Gewinnsteuerabteilung 312 gemäß der sechsten Ausführungsform besteht aus einem Verstärker 312c und einem spannungsgesteuerten Abschwächer 312d.
In einer solchen Konfiguration wird der Grad der Abschwächung des spannungsgesteuerten Abschwächers 312d der Sendeabteilung 301 in Übereinstimmung mit den Einstellungen der Dateneinstelleinrichtung 312b bestimmt, wodurch eine Sendeausgangsleistung eingestellt wird. Die Einrichtung 324b zum Bestimmen einer Empfangsrate der Empfangsabteilung 302 misst eine Empfangsrate auf einer Pro-Frame-Basis. Der Grad der Abschwächung des spannungsgesteuerten Abschwächers 312d der Sendeabteilung 301 ist variabel gesteuert, wodurch der gewünschte Kommunikationsbereich 332 sichergestellt wird. Zu dieser Zeit ist es empfehlenswert, den gewünschten Empfangsbereich 332 in Übereinstimmung mit Verfahren zu gewährleisten, die analog denen sind, die in dem Einstellbeispiel (12), das zuvor erwähnt ist, verwendet werden.
Nicht beanspruchte Ausführungsform 7
Die siebte Ausführungsform wird nun beschrieben. 14 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere beispielhafte Konfiguration der Sendeabteilung 301 zeigt. Gemäß der siebten Ausführungsform wird, wie es in 14 gezeigt ist, die Sendeabteilung 301 zusätzlich mit einer Befestigungswinkel-Anpassungseinrichtung 341 versehen. 15 zeigt eine beispielhafte Konfiguration der Straßenantenne 361. Die Straßenantenne 361 umfasst ein Gestell 366, einen Pfosten 367, eine Befestigungswinkelanpassungseinrichtung 368 und eine Straßenantennen-Haupteinheit 369.
In der oben beschriebenen Konfiguration wird der Winkel der Befestigungswinkelanpassereinrichtung 368 in Übereinstimmung mit den Einstellungen der Einrichtung 341 zur Anpassung des Befestigungswinkels bestimmt. Die Einrichtung zur Bestimmung einer Empfangsrate 324b der Empfangsabteilung 302 empfängt eine Empfangsrate auf einer Pro-Frame-Basis, wodurch ein gewünschtes Kommunikationsgebiet gewährleistet wird. Genauer gesagt, weist die Straßenantenne 361 ein Richtungsmuster, wie das, das in 36 gezeigt ist, auf. Ein Kommunikationsbereich wird durch Ändern des Befestigungswinkels der Straßenantenne 361 verschoben. Auf der Grundlage der Empfangsraten, welche auf einer Pro-Frame-Basis gemessen worden sind, passt die Befestigungswinkelanpassungseinrichtung 368 den Winkel der Straßenantennen-Haupteinheit 369 durch Variieren der Einstellungen der Einrichtung zur Anpassung des Befestigungswinkels 341 derart an, dass der gewünschte Kommunikationsbereich 332 erhalten wird.
Die Straßenantenne ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können die ASK-Modulationsabteilung, der Gewinn-Controller, die Leistungsverstärkungsabteilung, die Antenne, die Frequenzwandlereinrichtung, die ASK-Demodulationsabteilung, die Decodiereinrichtung und die Befestigungswinkel-Anpassungseinrichtung verschiedentlich modifiziert werden.
Auch wenn die vorherigen Ausführungsformen ein Funksystem beschrieben haben, welches ein Amplitude-Shift-Keying(ASK)-Schema verwendet, kann ebenso ein Frequency-Shift-Keying(FSK)-Schema oder ein Phase-Shift-Keying(PSK)-Schema verwendet werden. Wenn z.B. eine FSK-Modulationsabteilung zur Erzeugung eines FSK-Modulationssignals als ein Ersatz für die ASK-Modulationsabteilung 311 verwendet wird und eine FSK-Demodulationsabteilung für die Demodulation eines FSK-Modulationssignals als ein Ersatz für die ASK-Demodulationsabteilung 323 verwendet wird, kann ein Funksystem eines FSK-Schemas verwendet werden. Ähnlich kann ein Funksystem eines PSK-Schemas verwendet werden, wenn eine PSK-Modulationsabteilung als ein Ersatz für die ASK-Modulationsabteilung 311 verwendet wird, und eine PSK-Demodulationsabteilung als ein Ersatz für die ASK-Demodulationsabteilung 323 verwendet wird.
Nicht beanspruchte Ausführungsform 8
Die 16 und 17 sind Draufsichten, die eine Gesamtstruktur einer Straßenantenne entsprechend der achten Ausführungsform zeigen. 16 zeigt eine normale Funkverbindung, die mit einem Fahrzeug aufgebaut wird, das in einer Spur fährt, in welcher die Antenne angeordnet ist, und 17 zeigt das Verhindern einer fehlerhaften Verbindung mit einem Fahrzeug, welches auf der gegenüberliegenden Spur fährt.
Wie in den 16 und 17 gezeigt, sendet eine Straßenantenne 404, die auf einem Pfosten 403 angebracht ist, eine Sendewelle Wt an ein Fahrzeug 401 und empfängt eine Empfangswelle, welche von einer Fahrzeugeinrichtung 402 gesendet wird, die in dem Fahrzeug 401 angebracht ist, wodurch eine Funkverbindung mit der Fahrzeugeinrich tung 402 aufgebaut wird. Gleichzeitig wird die Sendewelle Wt von dem Fahrzeug 401 reflektiert, wodurch eine reflektierte Welle Wf verursacht wird. Die Straßenantenne 404 empfängt ebenso die reflektierte Welle Wf.
Wenn eine Undulationsquelle (d.h. das fahrende Fahrzeug 401) sich einem Beobachter (d.h. der Straßenantenne 404) nähert, wird die Frequenz der reflektierten Welle Wf größer als die der Sendewelle Wt.
Im Gegensatz dazu wird, wenn die Undulationsquelle sich von dem Beobachter entfernt, die Frequenz der reflektierten Welle Wf kleiner als die der Sendewelle Wt. Die Fahrtrichtung des fahrenden Fahrzeugs 401 kann über eine solche Verwendung des Dopplereffektes hergeleitet werden. Infolgedessen kann, wenn das Fahrzeug 401 auf der gegenüberliegenden Spur fährt, das Antennensystem 404 einen Aufbau einer Funkverbindung mit einer Fahrzeugeinrichtung 402, die in dem Fahrzeug 401 angebracht ist, verhindern.
18 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Straßenantenne entsprechend der achten Ausführungsform zeigt. In dieser Zeichnung wird die Sendewelle Wt, die von der Sendeabteilung 411 ausgegeben wird, lediglich zu der Antennenabteilung 413 mittels eines Zirkulators 412 ausgegeben. Die Antennenabteilung 413 sendet die Sendewelle Wt an die Umgebung der Straßenantenne 404.
Nachdem die Sendewelle Wt von der Fahrzeugeinrichtung 402, die in dem Fahrzeug 401 angebracht ist, empfangen worden ist, empfängt die Antennenabteilung 413 die Empfangswelle Wr, welche von der Fahrzeugeinrichtung 402 ausgesendet wird, und die reflektierte Welle Wf (Wt ± Δ), welche aus der Sendewelle Wt, die von dem Fahrzeug 401 reflektiert wird, und im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 401 verschoben wird, resultiert. Die so empfangenen Wellen werden durch den Zirkulator 412 an eine Filterabteilung 414 ausgegeben.
Die Filterabteilung 414 erlaubt ein Durchlassen lediglich der reflektierten Welle Wf, nachdem sie die Empfangswelle Wr entfernt hat. Die reflektierte Welle Wf wird mit der Sendewelle Wt mittels eines Orthogonaldemodulators 415 gemischt, um so die Doppler-Signale zu extrahieren; d.h. Signal I und Signal Q, welche im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 401 verschoben sind. Die Doppler-Signale werden an eine Abteilung 416 zur Verarbeitung eines Doppler-Signals gesandt.
Die Abteilung 416 zur Verarbeitung eines Doppler-Signals detektiert die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 401, welches die reflektierte Welle Wf verursacht. Der Sinus der Doppler-Signale, d.h. die Signale I und Q, laufen in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 401 vor oder nach. Daher kann die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 401 auf der Grundlage des Phasenverhältnisses zwischen I- und Q-Signalen detektiert werden.
Die so detektierte Fahrtrichtung wird an eine Steuerabteilung 417 ausgegeben. Die Steuerabteilung 417 verhindert den Aufbau einer Funkkommunikation mit einem Fahrzeug in der gegenüberliegenden Spur, wobei das Fahrzeug sich von der Straßenantenne 404 entfernt (d.h. ein Signal, das mit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs in Bezug steht, zeigt, dass sich das Fahrzeug entfernt).
Nicht beanspruchte Ausführungsform 9
Eine neunte Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 19 und 20 beschrieben. 19 ist ein Grundriss, der die Struktur dieser Ausführungsform zeigt. Wie es in 19 gezeigt ist, ist eine Antenne 504 an einer zentralen Platte 503A eines Pfostens 503 angebracht, und es ist eine Fahrzeugfunkeinrichtung 502 in einem fahrenden Fahrzeug 501 angebracht.
Die Antenne 504 sendet eine Sendewelle Wt an die Fahrzeugfunkeinrichtung 502 des fahrenden Fahrzeugs 501 und empfängt eine Empfangswelle Wr, welche von der Fahrzeugfunkeinrichtung 502 gesendet wird, wodurch eine Funkverbindung mit der Fahrzeugfunkeinrichtung 502 aufgebaut wird. Gleichzeitig empfängt die Antenne 504 eine reflektierte Welle Wf, die auftritt, wenn die Sendewelle Wt von dem fahrenden Fahrzeug 501 reflektiert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn eine Undulationsquelle (d.h. das fahrende Fahrzeug 501) sich einem Beobachter (d.h. der Antenne 504) nähert, die Frequenz der reflektierten Welle Wf größer als die der Sendewelle Wt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Undulationsquelle sich von dem Beobachter entfernt, die Frequenz der reflektierten Welle Wf kleiner als die die Sendewelle Wt. Die Fahrgeschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs 501 kann durch eine solche Verwendung des Dopplereffekts hergeleitet werden.
Informationen über die Fahrgeschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs 501 werden an eine Geschwindigkeitswarneinrichtung 506, die auf einer Straße installiert ist, oder zu der Fahrzeugfunkeinrichtung 502, die in dem fahrenden Fahrzeug angebracht ist, gesendet, um somit lediglich eine Warnung an ein Fahrzeug zu senden, welches mit hoher Geschwindigkeit fährt.
20 zeigt das Prinzip, aufgrund dessen die Geschwindigkeit eines fahrenden Fahrzeugs durch Verwendung des Doppler-Effekts gemessen wird. Eine Antenne 504, welche auf einem Pfosten 503 angebracht ist, empfängt eine reflektierte Welle Wf, welche erzeugt wird, wenn eine Sendewelle Wt, die von der Antenne 504 ausgegeben wird, von dem fahrenden Fahrzeug 501 reflektiert wird.
Wenn man z.B. einen Winkel θ, in dem die Sendewelle Wt das fahrende Fahrzeug 501 trifft, annimmt, wird eine Fahrgeschwindigkeit V des fahrenden Fahrzeugs 21 normalerweise durch die folgende Gleichung ausgedrückt. V = 2c·fd/ft·cosθworin c die Lichtgeschwindigkeit darstellt, ft eine Sendefrequenz darstellt und fd eine Doppler-Frequenz ist.
Unter der Annahme, dass θ = 0 (Grad) und "ft" 5,8 GHz ist, wird die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Tatsache hergeleitet, dass eine Fahrgeschwindigkeit von 1 km/h eine Doppler-Frequenz von 10,75 Hz äquivalent ist.
21 ist ein Blockdiagramm, welches eine Antenne gemäß dieser Ausführungsform zeigt. Die Sendewelle Wt, welche von einer Sendeabteilung 537 ausgegeben wird, wird mittels eines Zirkulators 511 lediglich an eine Antennenabteilung 510, wie in 21 gezeigt, übermittelt.
Eine Sendewelle Wt wird an die Antennenabteilung 510 übermittelt. Nachdem die Sendewelle Wt durch die Fahrzeugfunkeinrichtung 502, welche in dem fahrenden Fahrzeug 501 angebracht ist, empfangen worden ist, werden die Sendewelle Wt, welche von der Fahrzeugfunkeinrichtung 502 ausgegeben wird, und eine reflektierte Welle Wf – die von dem fahrenden Fahrzeug 501 reflektiert wird und im Verhältnis zu der Fahrgeschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs verschoben ist – von der Antennenabteilung 510 empfangen und mittels des Zirkulators 511 an eine Filterabteilung 512 übermittelt.
Die Filterabteilung 512 eliminiert eine empfangende Welle Wr und erlaubt das Durchlassen lediglich einer reflektierten Welle Wf. Eine Mischstufe 513 mischt die reflektierte Welle Wf mit der Sendewelle Wt, um somit lediglich ein Doppler-Signal 550 zu extrahie ren, welches im Verhältnis zu der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verschoben ist. Das Doppler-Signal 550 wird an eine Abteilung 514 zur Verarbeitung eines Dopplersignals übermittelt. Die Bestimmungseinrichtung 520 besteht im Wesentlichen aus der Abteilung 514 zur Verarbeitung eines Doppler-Signals, einer Steuerabteilung 515 und einem Komparator 516.
Die Abteilung 514 zur Verarbeitung eines Doppler-Signals verarbeitet die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, welches die reflektierte Welle Wf erzeugt hat. Da das Doppler-Signal 550 im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 501 verschoben ist, kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 501 mittels einer Messung der Frequenz des Doppler-Signals 550 bestimmt werden. Die so bestimmte Geschwindigkeit wird als Geschwindigkeitsinformation 560 an die Steuerabteilung 515 ausgegeben.
Die Geschwindigkeitsinformation 560 und eine Warngeschwindigkeit 570, welche zuvor in einer Speicherabteilung 518 gesetzt worden ist, werden dem Komparator 516 eingegeben, in dem die Geschwindigkeitsinformation 560 mit der Warngeschwindigkeit 570 verglichen wird. Das Ergebnis des Vergleichs wird an die Steuerabteilung 515 ausgegeben. Die Steuerabteilung 515 gibt an das Fahrzeug 501 aus der Geschwindigkeitswarneinrichtung 506 eine Warnnachricht in einem Fall aus, in dem das Ergebnis, welches von dem Komparator 516 ausgegeben wird, positiv ist.
Genauer gesagt wird ein Warnsignal 580 an die Sendeabteilung 537 der Fahrzeugfunkeinrichtung 502, welche in dem Fahrzeug 501 angebracht ist, gesendet, womit die Fahrzeugfunkeinrichtung 502 eine Warnnachricht ausgibt, um dadurch den Fahrer dazu zu bringen, die Fahrgeschwindigkeit zu verringern.
Nicht beanspruchte Ausführungsform 10
22 ist eine Illustration, welche eine Straßenantenne entsprechend der zehnten Ausführungsform zeigt. Wie es in 22 gezeigt ist, ist ein Fahrzeug 601 mit einer Fahrzeugeinrichtung 602 ausgestattet, und es ist eine Straßenantenne 604 auf einem Pfosten 603 und an einer erhöhten Position oberhalb einer Straße R angebracht. Es wird eine Funkverbindung zwischen der Fahrzeugeinrichtung 602 und der Straßenantenne 604 aufgebaut. Ein blechartiges dünnes Funkwellen absorbierendes Element 612 wird an der Unterseite eines Daches 611 angebracht, das in einer erhöhten Position oberhalb der Straßenantenne 604 angeordnet ist.
23 ist eine Querschnittsansicht zur Beschreibung des Prinzips, auf Grundlage dessen ein Funkwellen absorbierendes Einzelschichtelement, welches das dünne Funkwellen absorbierende Element 612 bildet, eine Funkwelle absorbiert.
Wie in 23 gezeigt, ist das dünne funkabsorbierende Element 612 durch Stapeln einer Metallplatte 612a auf einem absorbierenden Material 612b ausgebildet. Wenn eine Funkwelle des Feldes Eo auf das absorbierende Material 612b trifft, wird das Feld Er1 durch das absorbierende Material 612b reflektiert, und es passiert ein verbleibender Teil der Funkwelle die Innenseite des absorbierenden Materials 612b. Das absorbierende Material 612b kann als eine Faser endlicher Leitfähigkeit, FRP, Kunststoff-Ferrit oder Kunststoff-Kohlenstoff ausgebildet sein.
Die Funkwelle, die in das Innere des absorbierenden Materials 612b eingedrungen ist, wird in der Form einer Exponentialfunktion durch den Dämpfungsfaktor des absorbierenden Materials 612b gedämpft. Die Funkwelle wird jedoch nicht hinreichend verringert, und somit wird die Funkwelle durch die Metallplatte 612a total reflektiert. Die Funkwelle, die total reflektiert worden ist, erreicht die Oberfläche des absorbierenden Materials 612b, während sie durch das absorbierende Material 612b gedämpft wird. Ein Teil der so gedämpften Funkwelle wird durch eine Grenzfläche zwischen der Oberfläche des absorbierenden Materials 612b und der Innenseite desselben reflektiert, und der so reflektierte Teil dringt in das Innere des absorbierenden Materials 612b ein. Der verbleibende Teil der Funkwelle verlässt das absorbierende Material 612b, wodurch er das Feld Er2 erzeugt, welches der durch das absorbierende Material 612b reflektierten Funkwelle entspricht.
Die Funkwelle unterliegt den vorherigen Schritten mehrmals, wodurch verursacht wird, dass reflektierte Funkwellen sich zu der Straße hin fortpflanzen. Jedes Mal, wenn die Funkwelle durch das Innere des absorbierenden Materials 612b verläuft, wird die Intensität des elektrischen Feldes der Funkwelle graduell verringert, wenn die Funkwelle durch das dünne funkabsorbierende Element 612 reflektiert wird.
Wenn es verursacht wird, dass das erste reflektierte Feld Er1 und das zweite reflektierte Feld Er2 in der Intensität gleich und in der Phase entgegengesetzt sind, wird der Reflexionsfaktor des absorbierenden Materials 612b Null. Eine einzelne Reflexion einer Funkwelle von der Metallplatte 612a ist jedoch in der Praxis nicht hinreichend, und man muss mehrere Reflexionen einer Funkwelle von der Metallplatte 612a betrachten. Wie oben erwähnt, weist das Funkwellen absorbierende Material 612b die Funktion des Dämpfens eines elektrischen Feldes und des Verzögerns der Phase des elektrischen Feldes auf.
Der Betrieb der Straßenantenne entsprechend der zehnten Ausführungsform wird nunmehr beschrieben. Die Straßenantenne 604 ist an einer bestimmten erhöhten Position oberhalb der Straße R und in einem bestimmten Winkel angeordnet. Die Straßenantenne 604 wird mittels einer Beam-Shaping-Operation ausgebildet, weist ein Richtungsmuster auf und strahlt eine Funkwelle mit einem bestimmten Sende-E. I. R. P.-Pegel ab.
Die Funkwelle, welche von der Straßenantenne 604 ausgesendet wird, bildet den Kommunikationsbereich F1 aus und wird von der Straße R reflektiert. Die von der Straße R reflektierte Funkwelle erreicht das Dach 611. Das dünne, Funkwellen absorbierende Element 612, welches auf dem Dach 611 angebracht ist, absorbiert die reflektierte Funkwelle, wodurch eine Reflexion der Funkwelle verhindert wird, welche andererseits durch das Dach 611 verursacht werden würde.
Entsprechend dieser Ausführungsform wird das dünne, Funkwellen absorbierende Material 612 auf einer Struktur angebracht, die an einer erhöhten Position oberhalb der Straßenantenne 604 angeordnet ist. Infolgedessen wird ein schmaler Kommunikationsbereich ausgebildet, der ebenso ausgebildet werden würde, wenn keine Struktur oberhalb der Straßenantenne 604 vorhanden sein würde.
Nicht beanspruchte Ausführungsform 11
24 ist eine Illustration, welche eine Straßenantenne entsprechend der elften Ausführungsform zeigt. Wie es illustriert ist, ist das Fahrzeug 601 mit der Fahrzeugeinrichtung 602 ausgestattet, und es ist die Straßenantenne 604 auf dem Pfosten 603 und an einer erhöhten Position oberhalb der Straße R angebracht. Es wird eine Funkverbindung zwischen der Fahrzeugeinrichtung 602 und der Straßenantenne 604 aufgebaut. Ein farbenartiges Funkwellen absorbierendes Element 613 ist auf der Unterseite des Daches 611 angebracht, welches an einer erhöhten Position oberhalb der Straßenantenne 604 angeordnet ist. Das farbenartige, Funkwellen absorbierende Element 613 ist hinsichtlich der Absorptionsprinzipien und des Materials mit dem dünnen funkabsorbierenden Element 612 identisch.
Die Straßenantenne 604 ist an einer bestimmten erhöhten Position oberhalb der Straße R und in einem bestimmten Winkel angebracht. Die Straßenantenne 604 wird mittels einer Beam-Shaping-Operation ausgebildet, besitzt ein Richtungsmuster und strahlt eine Funkwelle mit einem bestimmten Sende-E. I. R. P.-Pegel aus.
Die Funkwelle, die von der Straßenantenne 604 ausgesandt wird, bildet den Kommunikationsbereich F1 aus und wird von der Straße R reflektiert. Die Funkwelle, die von der Straße R reflektiert wird, erreicht das Dach 611. Das dünne, Funkwellen absorbierende Element 613, das auf dem Dach 611 angebracht ist, absorbiert die reflektierte Funkwelle, wodurch eine Reflexion einer Funkwelle verhindert wird, welche andernfalls durch das Dach 611 verursacht werden würde.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das farbenartige, Funkwellen absorbierende Material 613 auf einer Struktur angebracht, welche an einer erhöhten Position oberhalb der Straßenantenne 604 angeordnet ist. Infolgedessen wird ein schmaler Kommunikationsbereich ausgebildet, welcher ebenso ausgebildet werden würde, wenn keine Struktur oberhalb der Straßenantenne 604 vorhanden sein würde.
Nicht beanspruchte Ausführungsform 12
25 ist eine Illustration, die eine Straßenantenne entsprechend der zwölften Ausführungsform zeigt. Wie es veranschaulicht ist, ist das Fahrzeug 1 mit der Fahrzeugeinrichtung 602 ausgestattet, und es ist die Straßenantenne 604 auf dem Pfosten 603 und an einer erhöhten Position oberhalb der Straße R angebracht. Es wird eine Funkverbindung zwischen der Fahrzeugeinrichtung 602 und der Straßenantenne 604 aufgebaut. Ein keilförmiges Funkwellen absorbierendes Multischichtelement 614 ist an der Unterseite des Daches 611 angebracht, welches an einer erhöhten Position oberhalb der Straßenantenne 604 angeordnet ist.
26 stellt einen vergrößerten Querschnitt des keilförmigen, Funkwellen absorbierenden Multischichtelementes 614 dar. Das keilförmige Funkwellen absorbierende Multischichtelement 614 wird durch Stapeln eines Keils 14a aus absorbierendem Material, eines absorbierenden Zwischenmultischichtmaterials 614b und einer Metallplatte 614c in dieser Reihenfolge ausgebildet.
Hinsichtlich einer Frequenzband- oder Eingangscharakteristik ergibt sich für ein Funkwellen absorbierendes Einzelschichtelement eine Beschränkung. Aus diesem Grunde wird eine Multischichtstruktur verwendet, in welcher ein Material, welches eine Materialkonstante nahe derjenigen von Luft aufweist, an einer Position nahe der Oberfläche eines absorbierenden Elementes bereitgestellt wird, und worin ein Material, das eine größere Funkwellen absorbierende Charakteristik aufweist, in einer tieferen Position des absorbierenden Elementes bereitgestellt wird. Dementsprechend wird eine breite Funkwellen absorbierende Charakteristik erhalten, in welcher, selbst wenn die Frequenz einer reflektierten Funkwelle leicht geändert wird, die Funkwelle in das Innere des absorbierenden Elementes eintritt und graduell gedämpft wird. Weiterhin wird das absorbierende Element in einer keilförmigen oder pyramidenartigen Geometrie ausgebildet, wodurch die Oberflächenfläche des absorbierenden Elementes verringert wird. Selbst wenn ein absorbierendes Element aus einem einzelnen Material gebildet wird, wird die Dielektrizitätszahl des absorbierenden Elementes entsprechend verringert, wodurch eine Dielektrizitätszahl nahe derjenigen von Luft erhalten wird.
Der Betrieb der Straßenantenne entsprechend der dritten Ausführungsform wird nunmehr beschrieben. Die Straßenantenne 604 wird mittels einer Beam-Shaping-Operation ausgebildet, besitzt ein Richtungsmuster und ist an einer bestimmten erhöhten Position oberhalb der Straße R und in einem bestimmten Winkel angeordnet. Die Straßenantenne 604 strahlt eine Funkwelle mit einem bestimmten Sende-E. I. R. P.-Pegel aus.
Die von der Straßenantenne 604 ausgesandte Funkwelle bildet den Kommunikationsbereich F1 aus und wird von der Straße R reflektiert. Die von der Straße R reflektierte Funkwelle erreicht das Dach 611. Das keilförmige Funkwellen absorbierende Multischichtelement 614, das auf dem Dach 611 angebracht ist, absorbiert die reflektierte Funkwelle, wodurch eine Reflexion einer Funkwelle verhindert wird, welche andernfalls von dem Dach 611 verursacht werden würde.
Gemäß dieser Ausführungsform wird das keilförmige Funkwellen absorbierende Multischichtmaterial 614 auf einer Struktur aufgetragen, die an einer erhöhten Position oberhalb der Straßenantenne 604 angeordnet ist. Infolgedessen wird ein schmaler Kommunikationsbereich ausgebildet, welcher ebenso ausgebildet werden würde, wenn keine Struktur oberhalb der Straßenantenne 604 vorhanden sein würde.
Wie es beschrieben worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Versatz in dem Befestigungswinkel einer Straßenantenne leicht auf einer Straße auf der Grundlage einer Zielposition, auf welche ein Laserstrahl auszustrahlen ist, und einer Position, auf welche ein Laserstrahl tatsächlich ausgestrahlt wird, bestimmt werden. Solange ein Win kel der Straßenantenne einmal pro Tag angepasst wird, weist die Straßenantenne dahingehend einen Vorteil auf, dass die Möglichkeit beibehalten wird, korrekt eine Mautgebühr zu erheben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung detektiert ein Empfänger die Sendeleistung einer Funkwelle, die von einer Straßenantenne ausgegeben wird, und die Straßenantenne unterliegt einer Feedback-Steuerung auf der Grundlage des so detektierten Signals, wodurch die Leistung einer von der Straßenantenne ausgegebenen Funkwelle konstant gehalten wird. Infolgedessen unterdrückt die vorliegende Erfindung das Auftreten einer Änderung in einem Kommunikationsbereich, wodurch eine Störung einer Funkkommunikation, die von einem Fahrzeug aufgebaut wird, welches in einer benachbarten Spur fährt, und ein Auftreten einer Systemfehlfunktion verhindert wird.
Weiterhin ermöglicht das Verfahren zum Einstellen des Kommunikationsbereichs das Einstellen eines gewünschten Kommunikationsbereichs auf der Grundlage von Empfangsraten, wobei die Empfangsraten von einer Einrichtung zum Bestimmen einer Empfangsrate des Empfängers detektiert worden sind, wenn eine Sendeausgangsleistung des Senders geändert worden ist. Das Einstellen eines Kommunikationsbereichs schließt nicht die Notwendigkeit für das Messen einer Feldintensität ein und kann leicht ausgeführt werden.
Das Funksystem ist so konfiguriert, dass es ein Sendesignal moduliert/demoduliert, um dadurch eine Empfangsrate zu detektieren, welche auf einer Pro-Frame-Basis bestimmt worden ist, wenn die Empfangsabteilung digitale Daten demoduliert. Infolgedessen kann ein gewünschter Kommunikationsbereich mittels lediglich der Änderung einer Sendeausgangsleistung der Sendeabteilung auf der Grundlage der Empfangsrate von jedem Frame eingestellt werden.
Der Sender moduliert ein Sendesignal und kann einen Kommunikationsbereich mittels einer Sendeausgangsleistung variieren, welche variabel von dem Gewinn-Controller gesteuert wird. Somit kann ein gewünschter Kommunikationsbereich mittels eines Variierens einer Sendeausgangsleistung eingestellt werden.
Ein Kommunikationsbereich kann mittels Änderns eines Verstärkungsgewinns des spannungsgesteuerten Verstärkers, des Grads der Abschwächung des spannungsgesteuerten Abschwächers, des Winkels, in dem die Antenne angebracht ist, oder einer Kombination davon, geändert werden.
Der Empfänger detektiert eine Empfangsrate auf einer Pro-Frame-Basis zu der Zeit der Demodulation eines modulierten Sendesignals und ändert eine Sendeausgangsleistung des Senders, wodurch ein gewünschter Kommunikationsbereich auf der Grundlage einer Änderung in der Empfangsrate eingestellt wird.
Außerdem wird eine Sendewelle, die von einer Straßenantenne gesendet wird, von einem fahrenden Fahrzeug reflektiert, wodurch eine reflektierte Welle verursacht wird. Aus der reflektierten Welle werden Doppler-Signale, die im Verhältnis zu der relativen Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs verschoben sind, detektiert. Auf der Grundlage der Doppler-Signale wird die Fahrtrichtung des fahrenden Fahrzeugs detektiert, wodurch ein Aufbau einer fehlerhaften Verbindung mit einem ankommenden Fahrzeug vermieden wird, das in der gegenüberliegenden Spur fährt.
Weiterhin wird eine Sendewelle, die von einer Antennenabteilung gesendet wird, von einem Fahrzeug reflektiert, wodurch eine reflektierte Welle erzeugt wird. Ein Doppler-Signal, welches im Verhältnis zu einer relativen Geschwindigkeit des Fahrzeugs verschoben ist, wird durch Empfang der reflektierten Welle detektiert, und es wird die Fahrgeschwindigkeit eines fahrenden Fahrzeugs bestimmt. Somit kann das Geschwindigkeits-Unterstützungssystem die Geschwindigkeit eines fahrenden Fahrzeugs verringern.
Es kann eine Warnung, eine Fahrgeschwindigkeit zu verringern, an einen Fahrer eines Fahrzeugs gesendet werden, das mit einer Geschwindigkeit oberhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung fährt. Dem gemäß unterstützt das Geschwindigkeits-Unterstützungssystem eine Realisierung einer sicheren Fahrt auf einer Straße, welche eine gebührenpflichtige und eine gewöhnliche Straße verbindet.
Des Weiteren wird, selbst wenn eine dachartige Struktur sich an einer erhöhten Position oberhalb einer Straßenantenne befindet, ein funkabsorbierendes Element auf der Struktur bereitgestellt, um somit einen schmalen Kommunikationsbereich zu realisieren, welcher ebenso ausgebildet werden würde, wenn keine solche Struktur vorhanden wäre.

Claims

Eine Antennenvorrichtung für Straßen, umfassend: eine Straßenantenne (104, 204), die oberhalb einer Straße (R) angeordnet ist und geeignet ist, eine Funkverbindung mit einer Fahrzeugfunkeinrichtung (202), die in einem Fahrzeug (201) angebracht ist, aufzubauen; gekennzeichnet durch einen Empfänger (208), der geeignet ist, eine Funkwelle zu empfangen, die von der genannten Straßenantenne (204) ausgegeben wird, und der auf der Oberfläche der Strasse (R) innerhalb eines Kommunikationsbereichs (F1) angeordnet ist; und einen Kontroller (206), der geeignet ist, einen Betrieb der genannten Straßenantenne (204) auf der Grundlage einer Detektion des genannten Empfängers (208) zu steuern.
Die Antennenvorrichtung für Straßen, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist, in der der genannte Kontroller (206) geeignet ist, ein Ausgabesendesignalpegel der genannten Straßenantenne (204) auf der Grundlage einer Empfangsrate des Ausgabesendesignalpegels zu steuern.
Die Antennenvorrichtung für Straßen, wie sie in Anspruch 1 oder 2 beschrieben ist, weiterhin umfassend: eine Einrichtung (111) zum Aussenden eines Laserstrahls, die auf der Straßenantenne (104) angebracht ist und geeignet ist, einen Laserstrahl auf die Oberfläche der Strasse (R) auszustrahlen.
Die Antennenvorrichtung für Straßen, wie sie in Anspruch 3 beschrieben ist, weiterhin umfassend: eine Einrichtung (115) zum Empfangen eines Laserstrahls, die auf der Oberfläche der Straße (R) angebracht ist und geeignet ist, den von der Einrichtung (111) zum Aussenden eines Laserstrahls ausgesandten Laserstrahl zu empfangen, wobei der Betrieb der Straßenantenne (104) angehalten wird, wenn die Einrichtung (115) zum Empfangen eines Laserstrahls den Laserstrahl nicht empfangen kann.
Die Antennenvorrichtung für Straßen, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 4 beschrieben ist, in der der genannte Empfänger (208) geeignet ist, ein Signal proportional zu der Leistung der Funkwelle auszugeben, und der genannte Kontroller (206) geeignet ist, die Sendeleistung der genannten Straßenantenne (204) auf der Grundlage des von dem genannten Empfänger (208) ausgegebenen Signals zu bestimmen, und der genannte Kontroller (206) geeignet ist, die genannte Straßenantenne (104) so zu steuern, dass verhindert wird, dass die Sendeleistung der Straßenantenne einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Die Antennenvorrichtung für Straßen, wie sie in Anspruch 5 beschrieben ist, in der Empfänger (208A, 208B, 208C, 208D) an jeweiligen Ecken des Kommunikationsbereichs (F1) angeordnet sind, wobei der genannte Kontroller (206) geeignet ist, auf der Grundlage von Signalen, die von den jeweiligen Empfängern (208A, 208B, 208C, 208D) ausgegeben werden, den Winkel zu bestimmen, in dem die genannte Straßenantenne (204) angebracht ist, und der genannte Kontroller (206) weiterhin geeignet ist, einen Versatz in dem Winkel der Antenne in Bezug auf einen vorbestimmten Winkel zu detektieren.
Eine Antennenvorrichtung für Straßen, umfassend: eine Straßenantenne (104, 204), die oberhalb einer Straße (R) angeordnet ist und geeignet ist, eine Funkverbindung mit einer Fahrzeugfunkeinrichtung (202), die in einem Fahrzeug (201) angebracht ist, aufzubauen; gekennzeichnet durch eine Einrichtung (111) zum Aussenden eines Laserstrahls, die auf der Straßenantenne (104) angebracht ist und geeignet ist, einen Laserstrahl auf die Oberfläche der Strasse (R) auszustrahlen, eine Einrichtung (115) zum Empfangen eines Laserstrahls, die geeignet ist, den von der Einrichtung (111) zum Aussenden eines Laserstrahls ausgesandten Laserstrahl zu empfangen, und die auf der Oberfläche der Strasse (R) innerhalb eines Kommunikationsbereichs (F1) angeordnet ist; und einen Kontroller (112), der geeignet ist, einen Betrieb der genannten Straßenantenne (104) auf der Grundlage der genannten Einrichtung (115) zum Empfangen eines Laserstrahls zu steuern.
Die Antennenvorrichtung für Straßen, wie sie in Anspruch 7 beschrieben ist, in der der Betrieb der Straßenantenne (104) angehalten wird, wenn die Einrichtung (115) zum Empfangen eines Laserstrahls den Laserstrahl nicht empfangen kann.