公路天線設備的製作方法
2023-06-20 01:56:41 1
專利名稱：公路天線設備的製作方法
本申請是2000年6月27日提出的申請號為00119301.5，名稱為「公路天線設備」的申請的分案申請。
本發明涉及一種公路天線，與一電氣通行費收集(ETC)系統一起使用，此系統可以自動地通過無線電通訊收集通行費而不牽涉暫時停下一部正在通過一收稅路的收費大門的行駛中的車輛。
本發明還涉及一種發射器、一種接收器、一種無線電系統，以及一種設定通訊區域的方法，它們全都適用於窄帶通訊，諸如由一種收稅路電氣通行費收集系統(此後簡稱作一「ETC」系統)實施的通訊，而且它可以控制一建立在一蜂窩臺與一移動臺之間的無線電發射的輸出。
其次，本發明涉及一種行駛速度保障系統，可確定一車輛是否正在超過設定在一收稅路或一普通道路上的車輛速度限度而行駛，並向正在超過此速度限度而行駛中的車輛的駕車人發出一項通知，以及與此系統一起使用的天線。
一行駛中的車輛通常一直被要求在一收稅路的一收費大門處暫時停下，並從一官員那裡收取一高速公路通行票或向他繳付通行費，因而大大地促成交通擁堵。針對這樣一種幹擾，一直企圖把一種電氣通行費收集(ETC)系統作為一種可免除必需暫時停車的不停車收費大門系統而付諸實用。
圖27表明一計劃付諸實用的實例ETC系統。在此圖紙中，一車輛1配備一車載無線電裝置2。一公路天線4裝在一立柱3上並在一條公路R上方的某一位置處。無線電通訊建立在車載無線電裝置2與公路天線4之間。一車輛傳感器5設置在公路R的兩側，用於以光學方式檢測車輛1的通行。
天線4建立了與裝在一正在通過立柱3的車輛1之內的車載無線電裝置的無線電通訊，以便從而通過使用無線電裝置2來逐一登記車輛1的擁有人。比如，用於逐一登記車輛1擁有人的ID信息被寫入車載無線電裝置2。
每當車輛1通過立柱3時，通行費和用於逐一登記車輛1擁有人的信息均被寫入天線4的一貯存區域。通行費和車輛擁有人ID信息，當車輛1通過立柱1時已經取得，通過天線4被傳送到一未圖示的中心。此未圖示的中心綜合各通行費並在每月基礎上從一直通過立柱3的車輛1擁有人那裡收集這些通行費。
在此系統中，在一設置在一收稅公路上的車輛檢測器5已經檢測出車輛1的通行之後，有關一項通行費的無線電通訊建立在天線4與車載無線電裝置2之間。因此，通行費的收集順利實現而不牽涉暫時停下一行駛中的車輛。
在設計ETC系統方面，規定了建立在車載無線電裝置2與公路天線4之間的無線電通訊的一個覆蓋區域。圖28是一平面視圖，表明一實例覆蓋區域。一帶陰影的通訊區域F1是一個範圍，在其內可以建立車載無線電裝置2與公路天線4之間的無線電通訊。餘留區域，亦即一非反應區域F2，是一個範圍，在其中不允許無線電通訊。
公路天線4的一電場水平主要可確定無線電通訊是否是可行的。在一種其中公路天線4的電場大於一預定水平的情況下，車載無線電裝置2可以執行一接收操作，從而使無線電通訊成為可能。相反，在一種其中公路天線4的電場小於一預定的非反應水平的情況下，車載無線電裝置不能執行一接收操作。因此，車載無線電裝置2在其中不能建立無線電通訊的區域取作一非反應區域。
在前述情況下，公路天線4具有一鮮明的方向圖型，而公路天線4在立柱3上的安裝角度大大地影響電場的分布。圖29表明裝在立柱3上的一實例公路天線4。圖40表明在高出公路R1米的某一位置處和相對於車輛行駛所在方向的接收電場的實例分布。
一如圖30之中所示，一電場水平L1表明一可通訊的門檻水平，而一電場水平L2表明一非反應門檻水平。從
圖10中可以理解，通訊區域F1和非反應區域F2，示於圖28之中，均參照這些門檻水平予以具體化。
圖31表明在一種其中只是改變公路天線4的安裝角度並示於圖29的情況下生成的一電場的實例分布。在此情況下，示於圖28之中的預定通訊區域F1不被確保，而接收功率-大於可通訊的門檻值水平L1，而且車載無線電裝置2可以以此實施一接收操作-存在於非反應區域F2之中，這樣ETC系統有可能發生失靈。
比如，一如圖32之中所示，在一種其中一不具有車載無線電裝置的車輛1A和一具有車載無線電裝置的車輛1B均通過ETC系統而車輛1B緊隨在車輛1A後面的情況下，各車輛傳感器5會檢測出車輛1A。不過，無線電通訊建立在公路天線4與車輛1B的車載無線電裝置2之間。結果，ETC會出發失靈，從而允許車輛1A通過而不繳費。
為了防止故障，用於事先查明公路天線4的安裝角度(此後簡稱作「安裝角度」)的裝置則成必需。在裝設公路天線4時，直立高度為5米或以上的立柱3通過利用一挖鬥車輛或一類似車輛予以裝定。在裝設公路天線4之後，公路天線4的安裝角度θ不能容易地查明。不過，一般認為，裝設之後公路天線4的安裝角度θ可以因一陣風吹或一次地震而予以改變。
圖33是一平面視圖，表明一實例覆蓋區域。一如圖33之中所示，在設計ETC系統方面，規定了一個建立在車載無線電裝置2與公路天線4之間的無線電通訊覆蓋區域。一通訊區域F1是一個範圍，其中無線電通訊可以建立在車載無線電裝置2與公路天線4之間。餘留的區域是一個範圍，其中無線電通訊不被允許。
在前述ETC系統中，通訊區域F1必須藉助於公路天線4的指向性予以覆蓋。不過，公路天線4的發射功率由於環境或長期變化而變化，通訊區域F1的範圍也隨之變化，從而導致某一系統故障。其次，取決於公路天線4安裝角度的變動，通訊區域F1大為改變，從而幹擾了一部行駛在一相鄰車道上的車輛所建立的無線電通訊。
圖34表明一共用的發射電路50。在圖34中，參照編號51表示一無線電部分；52表示一水平控制衰減器；以及53表示一天線。
發射電路50用於比如一ETC系統。按照此系統，一窄帶通訊區域形成在設置在一收稅路兩側上的兩無線電裝置之間的空間之內。無線電通訊通過使用一預定頻率(比如一5.8GHz的頻帶)無線電波建立在一行駛中的車輛與公路無線電裝置之間，以便從而收集由於使用收稅路的通行費。
圖35表明一天線，設置在一ETC系統的收費大門處。在圖35中，參照編號61表示一公路天線；62表示一安全島；63表示一車道；以及64表示一通訊區域。比如，一部正行駛在比如一車道63a上的車輛，只在一通訊區域64a之內與一公路天線61a建立通訊。
在防止一用在一相鄰車道上的無線電波中有機會出現幹擾，或者防止與行駛在同一車道上感興趣的車輛之前或之後的另一部車輛的錯誤通訊方面，通訊區域64的範圍最好是保持恆定。為此原因，從示於圖34之中的天線53輸出的一發射e.i.r.p值必須被設定到一預定數值。
不過，在發射電路50的各構件器件方面會出現一些變異，亦即無線電部分51的發射輸出或天線53的天線增益。為了免除這些變異，各個構成器件必須通過使用水平控制衰減器52予以調節。
公路天線具有一方向圖型，諸如示於圖36之中者，而公路天線的通訊區域則因天線的安裝角度而異。因此，此角度必須予以調節以確保一所需的通訊區域。為每一角度測定接收場強是需要大量人力的。
其次，ETC系統必須確保高度可靠的通訊。為此目的，一個其中無線電通訊應當建立的通訊區域和一個其中不應當建立任何通訊區域的非反應區域，必須按照系統設計規範而予以具體化。因此，這種規範通常是通過賦予公路天線以鮮明的方向圖型而實現的。
不過，從公路天線或車載無線電裝置發出的無線電波不僅傳布到一感興趣的車道，由於由各車輛或各周圍設施引起的一無線電波的多次反射，也還傳布到相反的車道。因此，與一部對其不允許收取費用的前來車輛錯誤地建立了無線電通訊，而且可能對一部前來車輛錯誤地收取了通行費。
其次，ETC系統可免除在一收費大門處暫時停下一部車輛的必要性。不過，一行駛中的車輛可能以高速通過一收費大門或即使在車輛已經進入一普通道路之後保持以同樣速度行駛。因而，車輛變得容易引起交通事故。為了防止交通事故，需要一種行駛速度保障系統，用於測定一部正行駛在採用一ETC系統的公路上的車輛之行駛速度，以便從而實現平穩行駛。
與實際應用一收稅路ETC系統相關聯，消除了在一收費大門處暫時停下一部車輛的必要性。結果，可以予計，一部行駛中的車輛可以高速通過一收費大門或從一收稅路進入一普通道路而未察覺到變更法定速度。
其次，為了避免與一部正行駛在一相鄰車道上建立無線電通訊，ETC系統以在由公路天線4形成的一狹窄的通訊區域F1之內的一5.8GHz的頻率建立了無線電通訊。
圖37A和37B表明公路天線4的方向圖型。圖37A表明公路天線的一水平方向圖型，而圖37B表明公路天線4的一垂直方向圖型。一如從這些特性曲線明顯可見，公路天線4顯示的水平和垂直圖型是，其中一通訊區域可以形成在一相對於中心-20至+20度的狹窄範圍之內。
本發明想要克服背景技術的這樣一種缺點並目的在於提供一種公路天線，其中公路天線的安裝角度在公路天線已經裝在一立柱上之後可以容易查明。
本發明想要克服背景技術的這樣一種缺點並目的在於提供一種公路天線，後者可以藉助於控制公路天線而防止在通訊區域中出現變化並防止出現系統故障或由行駛在一相鄰車道上的一部車輛形成的對無線電通訊的幹擾。
本發明想要克服背景技術的這樣一種缺點並目的在於提供一種發射器、一接收器、一無線電系統，以及一通訊區域設定方法，這一切能夠節省為測定場強所需的勞力並確保一所需的通訊區域。
本發明想要克服背景技術的這樣一種缺點並目的在於提供一種公路天線，後者可防止出現與一部行駛在相反車道上的前來車輛的錯誤通訊。
本發明的目的在於提供一種行駛速度保障系統，向一部超過速度限度而行駛的車輛發出降低速度的警告，以便從而防止一部車輛以超出法定的速度行駛並保障一部車輛在收稅路或普通道路上的平穩行駛。
本發明想要克服背景技術的缺點並目的在於提供一種公路天線，即使當一構件位於公路天線上方某一高架位置處時也能形成一狹窄的通訊區域。
按照本發明的第一方面，一公路天線設備包括一公路天線，裝在一立柱上和在一條公路上某一高架位置處，並建立了與裝在一部正行駛在公路上的車輛之內的一車載無線電裝置的無線電通訊；以及一雷射光束髮射裝置，裝在公路天線上並照射一雷射光束在公路表面上的一預定位置上。公路天線安裝角度的某一偏移可以根據公路表面上一預定位置與公路表面上一雷射光束實際照射所在的某一位置之間的距離而容易地予以查明。
最好是，符合本發明第一方面的公路天線還包括一雷射光束接收裝置，裝在公路表面上的預定位置上並接收從雷射光束髮射裝置發出的一雷射光束，其中公路天線的操作當雷射光束接收裝置不能接收雷射光束時被停止下來。在一種其中雷射光束接收裝置無法接收從已經在裝設公路天線時設置在公路上方一預定高架位置處的雷射光束髮射裝置發出的雷射光束的情況下，顯然是，公路天線的安裝角度已經出現變化。因此，公路天線的操作被停止下來，以便避免一電氣通行費收集系統的某種操作故障。
按照本發明的第二方面，一種公路天線設備包括一公路天線，設置在公路上方某一高架位置處並與一裝在一部行駛在公路上的車輛之內的車載無線電裝置建立了無線電通訊；一接收器，設置在公路表面上一預定位置處和一通訊區域之內，可接收從公路天線輸出的無線電波，並可輸出一正比於無線電波功率的信號；以及一控制器，用於根據從接收器輸出的信號來確定公路天線的發射功率，其中控制器可控制公路天線，以便防止公路天線的發射功率超過一預定數值。接收器可檢測公路天線的發射功率，以及一正比於如此檢測出來的發射功率的信號反饋給控制器，以便從而調節公路天線的發射功率而防止在通訊區域方面出現某一變化。
最好是，一些接收器設置在形成在公路上的通訊區域的各個角落處，而控制器依據從各個接收器輸出的各信號來確定公路天線的安裝角度，以便從而檢測天線角度相對於一預定角度的某一偏移。從各個接收器輸出的各信號被反饋給控制器，而控制器根據這些信號檢測公路天線的安裝角度，以便從而檢測相對於公路天線一預先設定的初始角度的某一偏移。
按照本發明的第三方面，本發明提供一種設定通訊區域的方法，包括以下各步驟當一接收器接收從一發射器發射的一無線電波時，為一接收到的信號的每一幀測定一接收率；在每一幀基礎上檢測接收率方面的變化，此變化是由從發射器發射的無線電波的、一發射輸出方面的某一變化引起的；以及把在檢測出一適合於建立發射器與接收器之間一所需通訊區域的接收率時所獲得的一發射輸出設定到發射器之中。此方法可通過一些簡單的作法確保一所需的通訊區域，同時免去為測定場強所需的人力。
按照本發明的第四方面，一無線電系統包括一發射部分，包括一調製部分，用於生成一調製信號；一增益控制器，用於控制一發射輸出；一功率放大部分，用於把一發射信號放大到一所需的水平；一天線；以及一接收部分，包括一天線；一頻率轉換器，把通過天線接收到的一高頻信號轉換成一中頻；一解調部分，用於解調此中頻；一解碼部分，用於把一解調過的信號轉換成數字數據；以及一接收率檢測器，可為一接收到的信號的每一幀檢測一接收率。根據由接收部分的接收率檢測器在每一幀基礎上檢測出的接收率，發射部分的增益控制器改變一發射輸出。結果，一所需的通訊區域可以設定在發射部分與接收部分之間的空間之內。此時，不需要測定場強。
按照本發明第五方面，本發明提供一種發射器，包括一調製部分，用於生成一調製信號；一增益控制器，用於控制一發射輸出；一功率放大部分，用於把一發射信號放大到一所需水平；以及一天線，其中增益控制器基於當一接收器接收一發射信號時所確定的、每一幀的一接收率而改變發射輸出。基於由接收器在每一幀基礎上檢測出的接收率，發射器的發射輸出可以設定到一個所需的通訊區域可以依之實現的數值。
最好是，增益控制器包括一數據設定裝置和一電壓控制式放大器，並可隨意地藉助於改變一放大增益而改變一通訊區域。通訊區域可以藉助於改變電壓控制式放大器的增益而予以改變。
最好是，增益控制器包括一數據設定裝置和一電壓控制式放大器，並可隨意地藉助於改變一放大增益而改變一通訊區域。一通訊區域可以藉助於改變電壓控制式衰減器的衰減量而予以改變。
最好是，天線具有一種藉助於從接收率檢測器輸出的一信號來調節天線設置角度的功能，並可隨意地藉助於改變角度而改變一通訊區域。改變天線安裝角度，以便從而使得可能改變一通訊區域。
按照本發明的第六方面，一接收器包括一天線，用於接收從一發射器發射出的一種無線電波；一頻率轉換器，用於把通過天線接收到的一高頻信號轉換成一中頻；一解調部分，用於解調此中頻；一解碼器，用於把解調過的信號轉換成數字數據，以及一接收率檢測器，用於為接收到的信號的每一幀檢測一接收率，其中一通訊區域可以隨意地根據由接收率檢測器檢測出的每一幀的接收率，藉助於改變發射器的一發射輸出而予以改變。根據在每一幀基礎上獲得的一接收率，發射器的一發射輸出可以設定得以致實現一所需的接收區域。
按照本發明的第七方面，一公路天線設備包括一公路天線，設置在一條公路上方的某一高架位置處並建立起與一裝在一部行駛在公路上的車輛中的車載裝置的無線電通訊；一都卜勒信號處理器，基於由於都卜勒效應而出現在一反射波頻率方面的變化來檢測車輛的行駛方向，反射波是當從公路天線發出的一發射波由車輛予以反射時形成的；以及一控制器，用於阻止與一部行駛在與其上受檢測車輛正在行駛的車道相反的車道上的車輛建立通訊。一發射波從設置在公路上某一高架位置處的公路天線上發出，而車輛可反射此發射波，以便從而生成一反射波。如此反射過來的波由公路天線予以接收。依照反射波，檢測正比於車輛速度而偏移的各都卜勒信號，並利用都卜勒效應檢測車輛的行駛方向。因而，無線電通訊只與一部行駛在感興趣的一條車道上的車輛建立，而與一部行駛在相反車道上的車輛建立通訊是受到阻止的。
最好是，公路天線包括一反射波提取裝置，可接收當從用於建立無線電通訊和收集通行費的公路天線發出的發射波由車輛反射時生成的反射波以及一從車載裝置發出的接收波，以便從而提取只是反射波。通過利用當發射到用於建立無線電通訊和收集通行費的車載裝置的一發射波由車輛反射時生成的一反射波，行駛中的車輛的行駛方向由都卜勒效應予以檢測，從而阻止與行駛在相反車道上的車輛建立通訊。
按照本發明的第八方面，一行駛速度保障系統包括一車載無線電裝置，有待裝在一行駛中的車輛之內；一天線，建立起與此車輛的無線電通訊並有待裝在一條公路上方某一位置上；以及一確定裝置，設置在天線之內並根據車輛的行駛速度和對應於一反射波的信號來確定車輛的行駛速度是否適於一規定在一條公路上的速度限定，反射波是由於從天線發出的一無線電波當車輛趨近或離開天線時由車輛反射而生成的。一降低行駛速度的警告可以發送給超過速度限度而行駛的一部車輛的駕車人，以便從而限制一條連接一收稅路到一普通道路的公路上的車輛速度。結果，本發明可以促使駕車人在一條連接一收稅路和一普通道路的公路上從事安全駕駛。
最好是，天線包括一接收器，用於接收一反射波，此反射波是當一發射給車載裝置的無線電波由車輛反射時生成的；以及一檢測器，用於檢測由接收器接收到的信號和車輛的速度。車輛的行駛速度可以根據接收到的信號和檢測出的車輛行駛速度加以限制。
最好是，天線包括一速度警告裝置，使由檢測器檢測出的車輛行駛速度對比於一預定的警告速度，確定車輛的速度是否超過此警告速度，以及如果車輛的速度超過警告速度，則向車輛發出警告。一警告通知可以根據接收到的信號和檢測出的車輛行駛速度發送給一部超過速度限度行駛的車輛的駕車人。
本發明提供一種天線與一行駛速度保障系統一起使用，包括一車載無線電裝置，有待裝在一行駛中的車輛之內；一天線，建立與車載無線電裝置的無線電通訊並有待設置在一條公路上方某一位置處；以及一測定裝置，用於當車輛趨近或離開天線時藉助於都卜勒效應根據一對應於一反射波的信號來測定行駛車輛的速度，此反射波是當一無線電波由車輛反射時生成的，其中公路既包括一收稅路，也包括一普通道路。一限度規定給超過速度限度行駛的一部車輛的駕車人，以便從而防止汽車事故。因而，本發明可使駕車人能夠查明他的車輛正在超過一速度限度行駛並向駕車人發出警告。結果，可以防止一部汽車超過一規定在一收稅路或一普通道路上的速度限度而行駛。
最好是，天線包括一接收器，用於接收由於一無線電波發射給車載無線電裝置而由車輛反射過來的一無線電波；以及一檢測器，用於檢測由接收器接收到的信號和車輛的速度。一限度可以根據一接收到的信號和檢測出的車輛速度規定於一部車輛的速度。
最好是，天線包括一速度警告裝置，使由檢測器檢測出的車輛行駛速度對比於一預定的警告速度，確定車輛速度是否超過此警告速度，以及如果車輛超過警告速度，則向車輛發出警告。一警告可以根據一接收到的信號和檢測出的車輛速度發送給一部正在超過速度限度而行駛的車輛的駕車人，以便從而使駕車人查明他的車輛正在超過速度限度行駛。
按照本發明的第九方面，一公路天線設備包括一公路天線，設置在一條公路上某一高架位置處並在公路上設定一預定的通訊區域；以及一頂板狀的構件，位於公路天線上方某一高架位置處，構件的對置於公路天線的一面配置一種無線電波吸收材料，其中無線電通訊建立在公路天線與一裝在一部行駛在公路上和通訊區域內的車輛之內的車載裝置之間。最好是，作為無線電波吸收器件，可以使用一種頁片狀無線電吸收器件，一種油漆狀無線電波吸收器件，或者一種多層無線電波吸收器件。
一從公路天線發出的無線電波由公路反射，而因此反射過來的無線電波由設置在頂板狀的構件上的無線電波吸收器件予以吸收。結果，形成了一狹窄的通訊區域，當公路天線上方不存在任何構件時，這也會形成。
圖1是一例圖，示意性地表明符合第一實施例的一種公路天線的結構。
圖2是一外部透視圖，表明此公路天線。
圖3是一平面視圖，表明某一位置，當此位置位於遠離一照射目標處時，一雷射光束應當照射到它上面。
圖4是一例圖，示意性地表明符合一第二實施例的一種天線的結構。
圖5是一立面側視圖，示意性地表明一種電氣通行費收集系統，符合第三實施例的一公路天線用於此系統。
圖6是一平面視圖，表明示於圖5之中的電氣通行費收集系統。
圖7是一方框圖，表明符合第三實施例的公路天線。
圖8是一平面視圖，表明符合本發明第四實施例的一種通行費收集系統。
圖9是一方框圖，表明符合第四實施例的公路天線。
圖10是一方框圖，表明符合第五實施例的一種無線電系統。
圖11表明用在一電氣通行費收集系統之中的一幀格式實例。
圖12A和12B是兩個簡圖，用於說明一項按照第五實施例設定一通訊區域的作業。
圖13是一方框圖，說明符合第六實施例的一種發射器的結構。
圖14是一方框圖，說明符合本發明第七實施例的一種發射器的結構。
圖15是一簡圖，說明符合第七實施例的一種公路天線的結構。
圖16是一平面視圖，表明符合第八實施例的一種公路天線的總體構造。其中建立了與公路天線設置所在的一條車道之中的一部車輛的正常無線電通訊。
圖17是一平面視圖，表明符合第八實施例的公路天線的總體構造，其中防止了與在迎面車道之中的一部前來的車輛建立錯誤的通訊。
圖18是一方框圖，表明符合第八實施例的公路天線。
圖19是一總體透視圖，表明符合第九實施例的一種行車速度保障系統的結構。
圖20是一例圖，表明按照第九實施例一都卜勒信號與一部汽車的速度之間的關係。
圖21是一方框圖，表明符合第九實施例的一種天線系統。
圖22是一例圖，表明符合本發明第十實施例的一種公路天線。
圖23是一截面視圖，用於說明一單層無線電波吸收器件吸收一無線電波所依據的原理。
圖24是一例圖，表明符合第十一實施例的一種公路天線。
圖25是一例圖，表明符合本發明一第十二實施例的一種公路天線。
圖26是一放大視圖，表明一多層無線電吸收器件。
圖27表明一電氣通行費收集系統的實例。
圖28表明一通訊區域的實例。
圖29是一例圖，表明一實例，其中裝有一公路天線。
圖30表明在車輛行駛方向上電場接收水平的分布實例。
圖31表明當公路天線安裝角度改變時，在車輛行駛方向上電場接收水平的分布實例。
圖32是一說明性視圖，表明電氣通行費收集系統的操作故障實例。
圖33表明一通訊區域的實例。
圖34是一方框圖，表明一共用的發射電路的結構。
圖35是一簡圖，表明用在一收稅路ETC系統之中的一收費大門天線實例。
圖36是一簡圖，表明一公路天線的一方向圖型實例。
圖37A和37B表明一公路天線方向圖型實例，其中圖37A是一圖線，表明一水平方向圖型，而圖37B是一圖線，表明一垂直方向圖型。
圖38是一例圖，表明由一從公路天線發射的無線電波所形成的通訊區域。
圖39是一例圖，表明一無線電波出於一屋頂狀結構的反射。
圖40是一例圖，表明一無線電波出於一鏡像天線的反射。
圖41是一例圖，表明由屋頂狀結構反射過來的無線電波所形成的一通訊區域實例。
現在將參照圖紙說明各最佳實施例。
實施例1圖1是一例圖，用於示意性地表明符合本發明第一實施例的一種公路天線。在圖紙中，一公路天線104設置在一立柱103上和在從一路面高架一預定高度的位置處。一雷射光束髮射裝置111裝在公路天線104之內。公路天線104和雷射光束髮射裝置111連接於設置在一條公路R上的控制器112上。
圖2是一外部透視圖，表明公路天線104。雷射光束髮射裝置111裝在一平面天線表面104a的一個角落之內。雷射光束髮射裝置111發射一雷射光束的方向由公路天線104的安裝角度θ來確定。
在本發明中，雷射光束髮射裝置111發射一雷射光束的方向(此後簡稱作「發射方向」)符合公路天線104的取向。不過，雷射光束髮射裝置111的發射方向可以不同於公路天線104的取向。此外，公路天線104上可以設置許多雷射光束髮射裝置111。
現在說明公路天線的操作。在安裝公路天線104時，公路天線104實際發出一無線電波，從而測定電場在公路R上的分布。根據測定結果，公路天線104查明了通訊區域F101和非反應區域F102。公路天線104的安裝角度和發射功率加以調節以遵守技術規範。
當通訊區域F101和非反應區域F102具體化之後，從雷射光束髮射裝置111發出一雷射光束。一目標標記113設置在雷射光束有待照射在上面的公路R上的一預定部位處。
在公路天線104安裝角度θ不發生改變的情況下，雷射光束照射所在的一個位置(此後稱作一「照射位置114」)保持不變並位於目標標記113上。相反，如果公路天線104的安裝角度θ發生改變，照射位置14則移開目標標記113。圖3是一平面視圖，表明離開目標標記113的照射位置114。
由於公路天線104設置所在位置的高度「h」是已知的，所以，根據目標標記113與照射位置114之間的距離，可以容易產生出與公路天線104安裝角度θ的偏差。通訊區域F101和非反應區域F102可以根據如此產生出的安裝角度θ的偏差而估算出來。如果ETC系統可能有機會產生故障，公路天線104的安裝角度θ是可以校正的。
實施例2圖4是一例圖，示意性地表明符合本發明，第二實施例的一種公路天線104的結構。與那些結合第一實施例說明過的零件相同的一些零件被賦予相同的參照編號。
在本實施例中，在裝設公路天線104時，一雷射光束接收裝置115位於公路R上預定的照射位置113處，用於接收從雷射光束髮射裝置111發出的雷射光束。雷射光束接收裝置115連接於控制器112。在其他一些方面，符合本實施例的公路天線在構造上全同於用在第一實施例之中的那種。
在公路天線104安裝角度θ發生改變的情況下，雷射光束接收裝置115無法接收從雷射光束髮射裝置111發出的雷射光束。關於這樣一種操作故障的信息被傳送到控制器112，而控制器112則中止公路天線104的操作。如果公路天線104的操作不需要被中止，控制器112可以執行發送一警報通知給ETC系統操作者的功能。
在示於圖4之中的公路天線結構中，可以預期的是，即使公路天線104的安裝角度θ不發生改變，一雷射光束當車輛101行駛在公路R上時也會中斷，因而雷射光束接收裝置115不能收到一雷射光束。為此原因，一雷射光束的中斷會影響一雷射光束的確定接收-這一點可能另外是由某種幹擾引起的，應當根據有關雷射光束接收裝置15位置選定的信息和有關車輛傳感器105的信息予以消除。
實施例3圖5是一立面側視圖，示意性地表明一種電氣通行費收集(ETC)系統，符合本發明第三實施例的一種公路天線施用於此系統。
在圖紙中，一公路天線204設置在一立柱203上並在從路面高架一預定高度的某一位置處。無線電通訊建立在公路天線204與車載裝置202之間。其次，一無線電控制器206設置在一立柱203附近並在一條公路R的一側上。無線電控制器206經由一控制線路207連接於公路天線204。
一接收器208，用於接收從公路天線204發出的一無線電波，設置在公路R表面上的一預定部位處。接收器208經由一連接線路209連接於無線電控制器206。
圖6是示於圖5之中的一種電氣通行費收集(ETC)系統的一平面視圖。通訊區域F21是一範圍，其中無線電通訊可以建立在車載裝置202與公路天線204之間。接收器208設置在公路R上和通訊區域F21內的一預定位置處。
圖7是一方框圖，表明符合本實施例的公路天線204的結構。公路天線204包括一天線部分241、一可變放大器242，以及一5.8吉赫(GHz)頻帶的信號源243。
其次，無線電控制器206包括一模擬至數字轉換部分261，用於把通過連接線路209經接收器208進入的信號轉換成數位訊號；一處理部分262；以及一數字至模擬轉換部分263，用於把從處理部分262輸出的信號轉換成模擬信號。接收器208包括一天線部分281，用於從公路天線204接收一無線電波輸出；一接收部分282；以及一檢測電路283，用於檢測一接到的無線電波。
從公路天線204天線部分241發出的無線電波由接收器208的一天線部分281和一接收部分282予以接收。在接收器208中，一檢測電路283檢測接到的無線電波並輸出一正比於接收功率的電壓信號到無線電控制器206。
在無線電控制器206中，通過控制線路209從檢測電路283輸出的電壓信號藉助於模擬至數字轉換部分261，被轉換成一數位訊號。處理部分262確定發射功率並輸出有待用於調節公路天線204發射功率的控制數據。控制數據被發送給數字至模擬轉換部分263，數據在該處被轉換成模擬控制信號。
如此轉換成的模擬控制信號用於控制可變放大器242的放大程度。發射功率的一初始值事先儲放在處理部分262之中。可變放大器242的放大程度通過使用一反饋環路用以控制，直至發射功率變得接近於初始值為止，從而把用於發射無線電波的公路天線204的發射功率保持恆定。
實施例4圖8是一立面側視圖，表明一電氣通行費收集(ETC)系統，一種符合本發明第四實施例的公路天線施用於此系統。與那些結合第三實施例說明過的零件相同的一些零件被賦予相同的參照編號。
在本實施例中，四部接收器208A、208B、208C和208D設置在形成在公路R上的通訊區域F21的相應四個角落處。在其他各方面，此ETC系統在結構上全同於用在第三實施例之中的系統。
圖9是一方框圖，表明符合第四實施例的一種公路天線的結構。接收器208A到208D，設置在通訊區域F21的相應四個角落處，都通過相應的控制線路209A到209D連接於無線電控制器206。
每一接收器208A至208D包括一天線部分281、一接收部分282和一檢測電路283。無線電控制器206具有模擬至數字轉換部分261，用於把從每一接收器208A至208D的檢測電路283輸出的電壓信號轉換成數位訊號。模擬至數字轉換部分261是由比如以一併列形態配置的四個模擬至數字轉換器構成的。
從公路天線204天線部分241發出的無線電波由每一接收器208A至208D的天線部分281和接收部分282予以接收。檢測電路283檢測由每一接收器208A至208D接到的無線電波並輸出一正比於用於接收無線電波的接收功率的電壓信號到無線電控制器206。
無線電控制器206接收通過相應的一條連接線路209A至209D從每一接收器208A至208D的檢測電路283輸出的電壓信號。
如此接收到的電壓信號由模擬至數字轉換部分261轉換成數位訊號。處理部分262以一預定值對比於四個數位訊號，並根據對比結果來檢測公路天線204的安裝角度。
比如，在從接收器208A和208D輸出的電壓信號很大而從接收器208B和208C輸出的電壓信號很小的情況下，確定出公路天線204相對於車輛201行駛的方向向左傾斜。如果在公路天線204上已經出現很大的傾斜，一無線電波可能干擾由一部正在行走在一相鄰車道上的車輛建立起來的無線電通訊。為了防止這樣一種幹擾，會發出一種警報。
實施例5圖10是一簡圖，表明符合本發明第五實施例的一種無線電系統的構造，此系統採用ASK(振幅偏移鍵控)方案。
在圖10中，參照編號301表示一發射部分；311表示一ASK(振幅偏移鍵控)調製部分；312表示增益控制部分；313表示一功率放大部分；以及314表示一天線。增益控制部分312由一電壓控制式放大器312a和一數據設定裝置312b組成。
參照編號302表示一另一組群的接收部分；321表示一天線；322表示頻率轉換部分；323表示一ASK(振幅偏移鍵控)解調部分；以及324表示解碼部分。解碼部分324由一解調器324a和一接收率確定裝置324b。
現在說明具有以上結構的一種發射輸出控制電路的運作。在發射部分301中，一由ASK調製部分311生成的ASK(振幅偏移鍵控)調製信號在已經通過增益控制部分312之後由功率放大部分313予以放大到一所需的水平。如此放大的信號作為一無線電波從天線314發射出去。增益控制部分312按照數據設定裝置312b的設定值確定電壓控制式放大器312a的增益。
接收部分302設置在示於圖35之中車道363上的一任意部位處並執行一接收操作。在圖10中，由天線321接到的一高頻信號藉助予頻率轉換裝置322轉換成一中頻，而此中頻由ASK解調部分323解調成為一ASK(振幅偏移鍵控)信號。如此解調的信號由解碼部分324的解調器324a轉換成數字數據。同時，接收率確定裝置324b，在每一幀基礎上，確定接到的信號是否是正確的發射數據。
圖11表明用在ETC系統之中的一實例幀格式。示於圖10之中的接收部分302接收一FCMS條塊和或是一MDS(1)條塊或是一MDS(3)條塊。每一條塊包含一16位CRC(循環冗餘校驗)的誤差檢測代碼並確定接到的數據是否是正確的數據。
參照圖12A和12B，現在說明示於圖10之中的發射部分1的一發射輸出的控制。在示於圖1 2A和12B之中的天線中，參照編號331表示一由一公路天線361覆蓋的區域；332表示一所需的通訊區域；以及302表示接收部分302。
圖12A表明一種情況，其中位於所需通訊區域332之內的接收部分302，由於由公路天線361所形成的覆蓋區域331，無法建立通訊。同時，由接收部分302的接收率確定裝置324b所進行的測定結果表明，通訊是不可行的。為了使通訊成為可能，重新設定示於圖10之中的發射部分301的數據設定裝置312b。電壓控制式放大器的增益被提高，直到由接收部分302的接收率確定裝置324b所實施的測定顯示出通訊是可行的為止。接收率確定裝置324b在每一幀基礎上測定一接收率，而電壓控制式放大器312a的增益(發射輸出)當測定結果表明通訊是可行的時候被固定地設定下來。結果，由公路天線361形成的覆蓋區域331當接收部分302位於所需通訊區域332之內的時候被正確地設定，從而使所需通訊區域332的全部都是可接收的。
圖12B表明一種情況，其中位於通訊區域以外的接收部分302，由於由公路天線361形成的較寬覆蓋區域，具有建立的通訊。此時，由接收部分302的接收率確定裝置324b實施的測定結果表明通訊是可行的。在此情況下，重新設定發射部分的數據設定裝置312b，而接收部分302的接收率確定裝置324b在每一幀基礎上測定一接收率。電壓控制式放大器312a的增益被降低，直到測定結果表明通訊不是可行的為止。電壓控制式放大器312a的增益當由接收率確定裝置324b實施的測定結果表明通訊不是可行的時候被固定地設定下來。結果，由公路天線361形成的覆蓋區域331適當地予以設定，以致位於所需通訊區域332以外的接收部分302成為不可接收的。
在此實施例中，接收部分302的接收率確定裝置324b在每一幀基礎上測定一接收率，而發射部分301的電壓控制式放大器312a的增益根據測定結果予以控制，從而確保所需的通訊區域332。
實施例6本發明的第六實施例現在參照示於圖13之中的方框圖予以說明。一如圖示，本實施例的發射部分在結構上全同於示於圖10之中者，除外的是，增益控制部分312的結構改變了。在此略去了全同結構的說明。符合於第六實施例的增益控制部分312由一放大器312c和一電壓控制式增益控制器313d組成。
在這樣一種結構中，發射部分301的電壓控制式增益控制器312d的增益控制量按照數據設定裝置312b的設定量予以確定，從而設定一發射輸出。接收部分302的接收率測定裝置324b在每一幀基礎上測定一接收率。發射部分301的電壓控制式增益控制器312d的增益控制量是可變地予以控制的，從而確保所需的通訊區域332。此時，可以建議按照類似於用在前所提及的設定實例(圖12)之中的那些過程來確保所需的接收區域332。
實施例7本發明的第七實施例現在予以說明。圖14是一方框圖，表明發射部分301的另一結構實例。按照第七實施例，如圖14之中所述，發射部分301另外配有安裝角度調節裝置341。圖15表明公路天線361的一結構實例。公路天線361包括一臺架366、一立柱367、一安裝角度調節器368，以及一公路天線主體369。
在上述結構中，安裝角度調節器368的角度按照角度調節裝置341的設定值予以確定。接收部分302的接收率測定裝置324b在每一幀基礎上接收一接收率，從而確保一所需的通訊區域。更為具體地說，公路天線361具有一諸如示於圖36之中那樣的方向圖型。一通訊區域可藉助於改變公路天線361的安裝角度而予以移動。根據業已在每一幀基礎上測定出來的各接收率，安裝角度調節器368藉助於變動安裝角度調節裝置341的設定值以致獲得所需的通訊區域332來調節公路天線主體369的角度。
本發明不限於上述的各實施例，而ASK調製部分、增益控制器、功率放大部分、天線、頻率轉換裝置、ASK解調部分、解碼裝置，以及安裝角度調節裝置，可在本發明的範疇內予以多路改進。
雖然，以前各實施例已經說明了一種採用一振幅偏移鍵控(ASK)方案的無線電系統，但是，本發明也可以適用於一頻率偏移鍵控(FSK)方案或一相位偏移鍵控(PSK)方案。比如，如果一用於生成一FSK調製信號的FSK調製部分用來代替ASK調製部分311，而一用於解調一FSK調製信號的FSK解調部分用來代替ASK解調部分323，則可以應用一FSK方案的無線電系統。類似地，當一PSK調製部分用來代替ASK調製部分311而一PSK解調部分用來代替ASK解調部分323時，可以應用一PSK方案的無線電系統。
實施例8圖16和17是平面視圖，表明符合本發明第八實施例的一種公路天線的整體構造。圖16表明與一部行駛在一條其中設置此天線的車道上的車輛所建立的正常無線電通訊，而圖17表明防止與一部行駛在相反車道上的車輛的錯誤通訊。
一如圖16和17之中所示，裝在一立柱403上的公路天線404向一部車輛401發射一發射波wt並接收從裝在車輛401中的一車載裝置402發射的一接收波，從而與車載裝置402建立無線電通訊。同時，發射波wt由車輛401予以反射，從而造成一反射波wf。公路天線404也接收反射波wf。
隨著一種波蕩源(亦即，行駛車輛401)趨近一觀測器(亦即，公路天線404)，反射波wf的頻率變得高於發射波wt的頻率。相反，隨著波蕩源離開觀測器，反射波的頻率wf變得低發射波wt的頻率。行駛車輛401的行駛方向可以通過如此利都卜勒效應而予以處理。因此，如果車輛401正行駛在相反車道上，天線系統404可以防止與裝在車輛401中的車載裝置402建立無線電通訊。
圖18是一方框圖，表明符合第八實施例的公路天線的結構。在此圖紙中，從發射部分411輸出的發射波wt藉助於一環形器412隻輸出到天線部分413。天線部分413把發射波wt發射到公路天線404以外。
在發射波wt已經由裝在車輛401中的車載裝置402接收之後，天線部分413接收從車載裝置402發射的接收波wr和由車輛401反射過來的發射波wt造成並正比於車輛401速度而偏移的反射波wf(wt±A)。如此接收的波由環形器412輸出到一濾波器部分414。
濾波部分414隻允許已經除去接收波wr之後的反射波wf通過。反射波wf藉助於一正交解調器415與發射波wt混合，以便從而提取各都卜勒信號；亦即，正比於車輛401速度的信號I和信號Q。各都卜勒信號被送向一都卜勒信號處理部分416。
都卜勒信號處理部分416可檢測導致反射波wf的車輛401的行駛方向。由於各都卜勒信號，亦即信號I和Q，取決於車輛401的行駛方向而超前或滯後，所以，車輛401的行駛方向可以根據I與Q兩信號之間的相位關係而檢測出來。
如此檢測出來的行駛方向被輸出到一控制部分417。控制部分417阻止與一部相反車道上的車輛建立無線電通訊，車輛離開公路天線404行駛(亦即，一有關車輛行駛方向的信號表明車輛駛離)。
實施例9本發明的一第九實施例現在參照圖19和20予以說明。圖19是一略圖，表明本發明的構造。一如圖19中所示，一天線504裝在一立柱503的一中心板件503A處，而車載無線電裝置502裝在一行駛車輛501之中。
天線504向行駛車輛501的車載無線電裝置502發射一發射波wt並接收從車載無線電502發射的一接收波wr，從而建立與車載無線電裝置502的無線電通訊。同時，天線504接收一當發射波wt由行駛車輛501反射時出現的一反射波wf。
在本實施例中，隨著一波蕩源(亦即，行駛車輛501)趨近一觀測器(亦即，天線504)，反射波wf的頻率變得高於發射波wt的頻率。相反，隨著波蕩源離開觀測器，反射波的頻率wf變得低於發射波wt的頻率。行駛車輛501的行駛速度可以通過如此利用都卜勒效應而予以處理。
關於行駛車輛501行駛速度的信息被傳發送到裝設在一條公路上的一速度警告機506，或者到裝在行駛車輛501上的車載無線電裝置502，以便從而向只是一部正以高速行駛的車輛發出警告。
圖20表明通過利用都卜勒效應測定一行駛車輛的速度的原理。裝在一立柱503上的一天線504接收當一從天線504輸出的發射波wt由行駛車輛501予以反射時生成的一反射波wf。
比方，倘若已經取定發射波wt進入行駛車輛501的角度，行駛車輛21的行駛速度通常由下式表述。
v＝2c·fd/ft·cosθ其中c代表光速，ft代表一發射頻率，以及fd是一都卜勒頻率。
倘若θ＝0(度)和「ft」是5.8吉赫(GHz)，車輛的行駛速度則根據以下事實，即1公釐/小時的行駛速度相當於10.75赫的都卜勒頻率。
圖21是一方框圖，表明符合此實施例的一種天線。從一發射部分537輸出的發射波wt藉助於一511示於圖21之中的環形器發送到獨一的天線部分510。
一發射波wt被發送到天線部分510。在發射波wt已經由裝在行駛車輛501之內的車載無線電裝置502接收之後，從車載無線電裝置502輸出的發射波wt和一反射波wf-由行駛車輛501反射過來並正比於行駛車輛的行駛速度而偏移-都由天線部分510予以反射並藉助於環形器511發送到一濾波部分512。
濾波部分512消除一接收波wr而只允許一反射波wf通過。一混合器513使反射波wf與發射波wt混合，以便從而提取只是一種正比於車輛行駛速度而偏移的都卜勒信號。都卜勒信號550被發送到一都卜勒信號處理部分514。確定裝置520主要由都卜勒信號處理部分514、一控制部分515和一對比器516組成。
都卜勒信號處理部分514處理已經生成反射波wf的車輛的行駛速度。由於都卜勒信號正比於車輛501的速度而偏移，車輛501的速度可以藉助於測定都卜勒信號550的頻率予以確定。如此確定出來的速度作為速度信息被輸出到控制部分515。
速度信息560和一先前設定於一貯存部分518的警告速度570都輸入到對比器516，在此，速度信息560與警告速度570相對比。對比的結果輸出到控制部分515。控制部分515在從對比器516輸出的結果是肯定的情況下從速度警告機506向車輛501發出一警告通知。
更為具體地說，一警告信號580被發送到裝在車輛501之內的車載無線電裝置502的發射部分537，車載無線電裝置502以此發出一警告通知，以便從而促使駕車人降低行駛速度。
實施例10圖22是一例圖，表明符合本發明第十實施例的一種公路天線。一如圖22之中所示，一車輛601配備一車載裝置602，而一公路天線604裝在一立柱603上和一條公路R以上的一高架位置處。無線電通訊建立在車載裝置602與公路天線604之間。一頁片狀無線電波吸收器件612鋪放在一設置在公路天線604以上的一高架位置處的頂板611的底面。
圖23是一截面視圖，用於說明構成頁片狀無線電波吸收器件612的一單層無線電波吸收器件吸收一無線電波的原理。
一如圖23之中所示，頁片狀無線電波吸收器件612是通過把一金屬板件612a疊放在吸收材料612b上而製成的。當場Eo的一無線電波進入吸收材料612b時，場Er1由吸收材料612b反射過來，而一餘留部分的無線電波通過吸收材料612b的內部。吸收材料612b可以由阻性纖維、FRP、橡膠鐵素體或橡膠碳製成。
已經進入吸收材料612b內部的無線電波按照吸收材料612b的衰減係數以一冪函數的形式衰減下來。不過，無線電波並未充分地減小，並因而無線電波完全由金屬板件612a予以反射。已經完全反射的無線電波達到吸收材料612b的表面，同時由吸收材料612b予以衰減。一部分為此衰減下來的無線電波由吸收材料612b的表面與其內部之間的一邊界表面予以反射，而如此反射過來的部分進入吸收材料的內部。無線電波的餘留部分走出吸收材料612b，從而生成場Er2，對應於由吸收材料612b反射的無線電波。
無線電波重複地經受前面的各步驟，從而導致許多反射波朝向公路傳播。每當無線電波行經吸收材料612b的內部時，無線電波的電場強度隨著無線電波由頁片狀無線電波吸收器件612予以反射而被逐漸減小。
如果使第一反射場Er1和第二反射場Er2成為強度相等而相位相反，則吸收材料612b的反射係數成為零。不過，一無線電波離開金屬板件612a的單獨一次反射在實用上是不夠的，而必須考慮一無線電波離開金屬板件612a的多次反射。如以上所提及，無線電吸收材料612b使一電場衰減和使電場相位延遲的功能。
現在說明符合第十實施例的公路天線的操作。公路天線604設置在公路R上方某一高架位置處並成某一角度。公路天線604藉助於射束成形作業製成，具有一方向圖型，並以一規定的發射E.I.R.P水平發射一無線電波。
從公路天線604發出的無線電波形成通訊區域F1並由公路R予以反射。鋪放在頂板611上的頁片狀無線電波吸收器件612吸收反射過來的無線電波，從而防止無線電波的反射，這一點不然是由頂板611造成的。
按照此實施例，頁片狀無線電波吸收材料612被鋪放在一設置在公路天線604上方一高架位置處的構件上。結果，形成一個較窄的通訊區域，這當公路天線604上方不存在任何構件時也會形成。
實施例11
圖24是一例圖，表明符合本發明第十一實施例的一種公路天線。如圖所示，車輛601配備車載裝置602，而公路天線604裝在立柱603上並在公路R上方的一高架位置上。無線電通訊建立在車載裝置602與公路天線604之間。一油漆型無線電波吸收器件613鋪放在設置在公路天線604上方的一高架位置處的頂板611底面上，油漆型無線電波吸收器件613在吸收原理和材料方面全同於頁片狀無線電波吸收器件612。
公路天線604設置在公路R上方的某一高架位置處並成某一角度。公路天線604藉助於一射束成形作業製成，具有一方向圖型，以及以一規定的發射E.I.R.P水平發射一無線電波。
從公路天線604發出的無線電波形成通訊區域F1並由公路R予以反射。由公路R反射區來的無線電波可達到頂板611。鋪放在頂板611上的油漆型無線電波吸收器件613吸收反射過來的無線電波，從而防止無線電波的反射，不然這就會由頂板611造成。
按照本實施例，油漆型無線電波吸收材料613鋪放在一設置在公路天線604上方的一高架位置處的構件上。結果，形成一狹窄的通訊區域，這在公路天線604上方不存在任何構件時也會形成。
實施例12圖25是一例圖，表明符合本發明第十二實施例的一種公路天線。如圖所示，車輛1配備車載裝置602，而公路天線604裝在立柱603上並在公路R上方的一高架位置處。無線電通訊建立在車載裝置602與公路天線604之間。一楔式多層無線電波吸收器件614鋪放在設置在公路天線604上方的一高架位置處的頂板611底面上。
圖26是楔式多層無線電波吸收器件614的一放大截面。楔式多層無線電吸收器件614由按給定順序疊置一種由一吸收材料製成的楔件14a、一中間多層吸收材料614b和一金屬板件614c而製成。
在頻帶或引入特性方面，一單層無線電波吸收器件具有局限性。為此原因，採用一種多層構件，其中一種其材料常數接近於空氣的材料設置在靠近一吸收器件表面的位置處，而一種具有較大無線電波吸收特性的材料設置在一吸收器件的較深位置上。因此，獲得一種較寬的無線電波吸收特性，其中，即使稍微改變一下反射過來的無線電波的頻率，無線電波也會進入吸收器件內部並逐漸衰減。其次，吸收器件製成為具有一種楔件或金字塔幾何形狀，從而減小吸收器件的表面面積。即使當一吸收器件是由單獨一種材料製成時，吸收器件的介電常數相當地得以減小，從而獲得的介電常數接近於空氣的介電常數。
現在說明符合第三實施例的公路天線的操作。公路天線604是藉助於一種射束成形作業而製成的，具有一方向圖型，以及設置在公路R上方的某一高架位置處並成某一角度。公路天線604以一規定的發射E.I.R.P水平發射一無線電波。
從公路天線604發出的無線電波形成通訊區域F1並由公路R予以反射。由公路R反射過來的無線電波達到頂板611。鋪放在頂板611上的楔式多層無線電波吸收器件614吸收反射過來的無線電波，從而防止一無線電波的反射，不然這會由頂板611造成。
按照本實施例，楔式多層無線電波吸收材料614鋪放在一設置在公路天線604上方的一高架位置處的構件上。結果，形成一狹窄的通訊區域，這在公路天線604上方不存在任何構件時也會形成。
一如已經說明的那樣，按照本發明，在一條公路上可以容易查明一公路天線安裝角度方面的偏移，根據的是，一雷射光束應當照射於其上的一個目標位置和一雷射光束實際照射於其上的一個位置。只要公路天線的角度每天調節一次，公路天線就會表現出維持正確地收集通行費能力的優點。
按照本發明，一接收器可檢測從一公路天線輸出的一無線電波的發射功率，而公路天線基於如此檢測出來的信號而經受反饋控制，從而使得從公路天線輸出的一無線電波的功率保持恆定。因此，本發明可抑制通訊區域出現變化，從而防止幹擾由一行駛在一相鄰車道上的車輛建立的無線電通訊和出現某一系統故障。
其次，按照本發明的通訊區域設定方法使得可能根據各接收率設定一所需的通訊區域，而這些接收率已經在改變發射器的發射輸出時由接收器的接收率確定裝置檢測出來。設定一通訊區域不包含必需測定場強並且可以容易進行。
符合本發明的無線電系統設計得以便調製/解調一發射信號，從而檢測一接收率，後者當接收部分解調數字數據時在每一幀基礎上被確定下來。結果，一所需的通訊區域可以藉助於根據每一幀的接收率改變只是發射部分的一發射輸出而加以設定。
符合本發明的發射器可調製一發射信號並可藉助於由增益控制器可變地予以控制的一發射輸出來改變通訊區域。因而，一所需的通訊區域可以藉助於改變一發射輸出而加以設定。
一通訊區域可以藉助於改變電壓控制式放大器的一放大增益、電壓控制式衰減器的衰減量、天線的安裝角度，或者其某一組合，來予以改變。
符合本發明的接收器可在解調一調製過的發射信號時在每一幀的基礎上檢測一接收率並改變發射器的一發射輸出，從而根據接收率方面的某一改變來設定一所述的通訊區域。
其次，從一公路天線發射的一發射波由一行駛車輛予以反射，從而造成一反射波。從反射波中，可以檢測出正比於行駛車輛相對速度而偏移的各都卜勒信號。根據這些都卜勒信息，檢測出行駛車輛的行駛方向，從而避免建立與一行駛在相反車道上的前來車輛的錯誤通訊。
其次，從一天線部分發出的一發射波由一車輛予以反射，以便從而生成一反射波。正比於車輛相對速度而偏移的一都卜勒信號由於接收到反射波而被檢測出來並確定一行駛車輛的行駛速度。因而，本發明可以降低一行駛車輛的速度。
降低行駛速度的警告可以發送給正在超過一速度限度而行駛的一部車輛的駕車人。因此，本發明可以促進在一條連接一收稅路和一普通道路的公路上實現安全行駛。
再次，按照本發明，即使此時一頂板狀構件位於一公路天線上方的一高架位置處、一無線電吸收器件設置在此構件上，以從而實現一狹窄區域，但當不存在任何這種構件時，這一區域也會形成。
權利要求
1.一種設定一通訊區域的方法，包括的各步驟是當一接收器接收從一發射器發射的一無線電波時，為一接收到的信號的每一幀測定一接收率；在每一幀基礎上檢測接收率方面的變化，此變化是由從發射器發射的無線電波的、一發射輸出方面的某一變化引起的；以及把在檢測出一適合於建立因發射器與接收器之間一所需通訊區域的接收率時所獲得的一發射輸出設定到發射器之中。
2.一種無線電系統，包括一發射部分，包括一調製部分，用於生成一調製信號；一增量控制器，用於控制一發射輸出；一功率放大部分，用於把一發射信號放大到一所需水平；以及一天線；以及一接收部分，包括一天線；一頻率轉換器，把通過天線接收到的一高頻信號轉換成一中頻；一解調部分，解調此中頻；一解碼部分，把一解調過的信號轉換成數字數據；以及一接收率檢測器，可為一接收到的信號的每一幀檢測一接收率。
3.一種發射器，包括一調製部分，可生成一調製信號；一增益控制器，可控制一發射輸出；一功率放大部分，可放大一發射信號到一所需水平；以及一天線，其中增益控制器基於當一接收器接收一發射信號時所確定的、每一幀的一接收率而改變發射輸出。
4.按照權利要求3所述的發射器，其中增益控制器包括一數據設定裝置和一電壓控制式放大器，並可隨意地藉助於改變一放大增益而改變一通訊區域。
5.按照權利要求3所述的發射器，其中增益控制器包括一數據設定裝置和一電壓控制式衰減器，並可隨意地藉助改變某一衰減量而改變一通訊區域。
6.按照權利要求3所述的發射器，其中天線具有一種藉助於接收率來調節天線設置角度的功能並可隨意地藉助於改變此角度而改變一通訊區域。
7.一種接收器，包括一天線，用於接收從一發射器發射出的一種無線電波；一頻率轉換器，把通過天線接收到的一高頻信號轉換成一中頻；一解調部分，解調此中頻；一解碼部分，把解調過的信號轉換成數字數據；以及一接收率檢測器，為接收到的信號的每一幀檢測一接收率，其中一通訊區域可以隨意地藉助於基於由接收率檢測器檢測出的、每一幀的接收率來改變發射器的發射輸出而予以改變。
全文摘要
一種公路天線設備，包括一公路天線，裝在一立柱上並在一條公路上的一高架位置處，並且建立與一裝在正行駛在公路上的一車輛中的車載無線電裝置的無線電通訊；以及一雷射光束髮射裝置，裝在公路天線上並照射一雷射光束到公路表面上的一預定位置上面。一公路天線安裝角度的偏移，根據公路表面上一預定位置與公路表面上一雷射光束實際照射在上面的某一位置之間的距離，是可以容易查明的。
文檔編號G07B15/06GK1671066SQ200510059538
公開日2005年9月21日 申請日期2000年6月27日 優先權日1999年6月29日
發明者寺嶋正紀, 平野喜照, 竹本誠, 乾明洋 申請人:松下電器產業株式會社