Gebiet der Erfindung
-
Diese Erfindung bezieht sich auf Antennen und spezieller auf
eine Antenne, die als Datenempfangsmobilantenne in einem
Navigationssystem geeignet ist, das Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten
und -Richtungsdaten empfängt, um die laufende Position des
Fahrzeugs anzuzeigen.
Hintergrund der Erfindung
-
Im Stand der Technik ist ein sogenanntes "Navigationssystem"
vorgeschlagen worden, in dem ein kleiner Rechner und eine
kleine Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug installiert sind. Aus
einer Speichereinrichtung, die beispielsweise eine Kompaktdisc
enthält, wird eine Straßenkarte ausgelesen und auf der
Anzeigeeinheit dargestellt. Aus Fahrgeschwindigkeitsdaten, die von
einem Fahrgeschwindigkeitssensor geliefert werden, und
Richtungsdaten, die von einem Richtungssensor geliefert werden,
wird die Augenblicksposition des Fahrzeugs errechnet, und
gleichzeitig wird die laufende Fahrtrichtung des Fahrzeugs
ermittelt. Daher wird in Übereinstimmung mit dem Rechenergebnis
und dem Ergebnis der Richtungsbestimmung eine das Fahrzeug
darstellende Markierung der auf der Anzeigeeinheit angezeigten
Straßenkarte hinzugefügt.
-
Mit Hilfe des Navigationssystems kann die augenblickliche
Fahrzeugposition und Fahrtrichtung sehr leicht visuell erkannt
werden, und der Fahrer kann seinen Bestimmungsort direkt
erreichen, ohne sich zu verfahren.
-
Das oben beschriebene Navigationssystem weist jedoch die
nachfolgend erläuterte Schwierigkeit auf. Die dem
Fahrgeschwindigkeitssensor und dem Richtungssensor
innewohnenden Fehler akkumulieren sich mit der zurückgelegten
Fahrtstrecke. Wenn die Fahrtstrecke daher eine vorbestimmte Größe
erreicht, weicht die Fahrzeugposition, die auf der
Anzeigeeinheit angezeigt wird, von der wahren Fahrzeugposition erheblich
ab. Das Navigationssystem ist somit unzuverlässig und der
Fahrer kann sich möglicherweise verfahren. Die vorbestimmte
Fahrtstrecke, bei der die Positionsgenauigkeit verlorengeht,
ist nicht immer gleich, weil sie vom Ausmaß der Fehler von
Fahrgeschwindigkeitssensor und Richtungssensor eines
Fahrzeugs, von Änderungen der Umgebungsbedingungen der
installierten Sensoren usw. bestimmt wird.
-
Um die oben beschriebene Schwierigkeit zu beseitigen, ist ein
sogenanntes "straßenseitiges Bakensystem" vorgeschlagen
worden. Bei diesem System sind straßenseitige Antennen längs
einer Straße in vorbestimmten Intervallen installiert, die
kürzer als die Distanz sind, die die vorbeschriebenen Fehler,
die sich zu vorbestimmten kritischen Werten akkumulieren,
hervorrufen. Ein Signal, das Positionsdaten und
Straßenrichtungsdaten enthält, wird auf einen relativ kleinen Flächenbereich
von jeder der straßenseitigen Antennen abgestrahlt und von
einer Mobilantenne empfangen, die an einem Fahrzeug angebracht
ist, so daß sie einem Rechner zugeführt werden. Die
Fahrzeugposition und die Fahrtrichtung werden dann aus dem so
empfangenen Signal kalibriert.
-
In dem straßenseitigen Bakensystem erfolgt die Anzeige auf der
Grundlage korrekter Positions- und Richtungsdaten, wobei
Fehleransammlungen kleiner als die vorbestimmten kritischen Werte
gehalten werden. Dies ermöglicht es, daß das Navigationssystem
in der erwarteten Weise arbeitet. Darüber hinaus weist das
straßenseitige Bakensystem den Vorteil auf, daß wenn die
straßenseitigen Antennen an solchen Positionen, wie in
Nachbarschaft zu Eisenbahnschienen oder Kreuzungen, wo ein großer
Fehler beim Richtungssensor leicht auftreten kann, solche auf
externe Faktoren zurückgehenden Fehler durch Kalibrierung
wirksam beseitigt werden können.
-
Bei dem zuvor beschriebenen straßenseitigen Bakensystem
strahlen die straßenseitigen Antennen Signale mit ziemlich hoher
Richtwirkung ab, wobei diese Signale stets Positionsdaten und
Straßenrichtungsdaten enthalten. Die Signale werden nur dann
empfangen, wenn das Fahrzeug sich durch die Flächenbereiche
bewegt, die von den so abgestrahlten Signalen erfaßt werden,
so daß notwendige Kalibrierungen in Übereinstimmung mit den so
empfangenen Signalen ausgeführt werden. Das System ist daher
noch immer insofern nachteilig, daß, wenn der von den Signalen
abgedeckte Flächenbereich vergrößert wird, eine
Signalempfangsposition erheblich vom Ort der betreffenden
straßenseitigen Antenne abweicht, was zur Folge hat, daß die
Kalibrierungen nicht wirkungsvoll erreicht werden können.
-
Die Grundfunktion des straßenseitigen Bakensystems besteht
darin, das Signal, das Positions- und Straßenrichtungsdaten
enthält, einem mit dem Navigationssystem ausgerüsteten Fahrzeug
zu übermitteln. Für einen wirkungsvolleren Einsatz des
straßenseitigen Bakensystems ist es jedoch wünschenswert, der
oben beschriebenen Grundfunktion die folgenden Funktionen
hinzuzufügen.
-
(1) Verkehrsdaten, beispielsweise Verkehrsbehinderungen,
und Straßenbaustellen und Verkehrsfrequenzen in Nachbarschaft
der straßenseitigen Antenne werden dem Navigationssystem
übermittelt, so daß das Fahrzeug zügig fahren kann.
-
(2) Detaillierte Kartendaten einschließlich der Anordnung
von Häusern mit Bewohnernamen nahe der straßenseitigen Antenne
werden hinzugefügt, so daß das Fahrzeug seinen Bestimmungsort
unverzüglich erreichen kann.
-
(3) Straßenkartendaten, die einen relativ breiten
Flächenbereich mit installierten straßenseitigen Antennen
abdecken, werden zusätzlich dem Navigationssystem übermittelt,
um dadurch die auf der Anzeigeeinheit dargestellte
Straßenkarte zu erneuern, so daß das Fahrzeug glatt zu seinem
entfernten Bestimmungsort geleitet wird.
-
Diese Funktionen können nicht ohne Vergrößerung des
Übertragungsbandes des von der straßenseitigen Antenne abgestrahlten
Signals oder Vergrößerung des von dem ausgesendeten Signal
überdeckten Flächenbereichs hinzugefügt werden.
-
Wenn jedoch das Übertragungsband des von der straßenseitigen
Antenne abgestrahlten Signals und die von dem Sendesignal
überstrichene Fläche vergrößert werden, wird die Abweichung
der Signalempfangsposition vom Ort der straßenseitigen Antenne
so vergrößert, daß das ursprüngliche Ziel, nämlich die
Kalibrierung der Fahrzeugposition, nicht exakt erreicht werden
kann.
-
Andererseits ändern sich bei der Bewegung des Fahrzeugs die
Positionen von Gebäuden oder anderen Fahrzeugen relativ zu dem
betreffenden Fahrzeug, oder es sind andere Gebäudeanordnungen
oder andere Fahrbedingungen für andere straßenseitige Antennen
vorhanden. Dementsprechend wird, wie in Fig. 1 gezeigt, das
von der straßenseitigen Antenne ausgesendete Signal von der
Mobilantenne direkt empfangen, wird andererseits aber auch
nach Reflexion an einem Gebäude, der Straßenoberfläche oder
einem anderen Fahrzeug empfangen. Diese Signale, die sich
längs unterschiedlicher Wege ausbreiten, unterscheiden sich
sowohl in ihrer Amplitude als auch in ihrer Phasenlage. Die
Signale überlagern sich daher phasengleich oder
phasenverschieden, und das resultierende Signal unterscheidet sich in
der Feldstärkeverteilung stark von dem ursprünglichen Signal,
das von der straßenseitigen Antenne abgestrahlt wird, wie in
Fig. 2 gezeigt. Dies nennt man Mehrwege-Fading. Als Folge
davon hat die Kalibrierung der Fahrzeugposition mit dem
resultierenden Signal einen unerwarteten Fehler zur Folge. Mit
anderen Worten, das resultierende Signal kann an einem Ort, der
von der straßenseitigen Antenne beträchtlich entfernt liegt,
einen hohen Pegel haben, und die Fahrzeugposition und
Fahrtrichtung werden möglicherweise am falschen Ort kalibriert,
wenn der hohe Pegel ermittelt wird.
-
Diese Schwierigkeit kann durch Verwendung eines Tiefpaßfilters
beseitigt werden. Das heißt, die Wirkung des Fading-Phänomens
auf die Empfangssignal-Feldstärkeverteilung kann durch
Verwendung des Tiefpaßfilters beseitigt werden.
-
Die Periode der Signalfeldstärkeschwankung durch das
Fading-Phänomen liegt im allgemeinen in einem Bereich zwischen
einigen zehn1 Hertz (Hz) und 100 Hz. Das Tiefpaßfilter sollte
eine Grenzfrequenz in der Größenordnung von einigen Hertz (Hz)
haben. Die Bildung eines solchen Tiefpaßfilters mit passiven
Bauelementen erfordert große Induktivitäten und große
Kapazitäten. Hierdurch wird es schwierig, das Tiefpaßfilter zu
miniaturisieren, obgleich es in einem Fahrzeug eingebaut
werden sollte. Wenn man das Tiefpaßfilter als aktives Filter
ausführt, dann kann es miniaturisiert werden. Diese
Verfahrensweise ist jedoch noch immer nachteilig, weil die Anzahl
der Bauelemente größer ist und die Schaltung kompliziert ist,
was zur Folge hat, daß die mobile Vorrichtung notwendigerweise
kostspielig herzustellen ist.
Übersicht über die Erfindung
-
Im Hinblick auf das vorangehend ausgeführte ist es ein Ziel
der Erfindung, eine Antenne anzugeben, die das leichte
Hinzufügen der oben beschriebenen Funktionen zu dem straßenseitigen
Bakensystem und zu der ursprünglichen Funktion des Systems mit
hoher Genauigkeit gestattet.
-
Das vorgenannte Ziel der Erfindung ist durch Schaffung einer
Antenne, wie in Anspruch 1 angegeben, erreicht worden.
-
Bei der erfindungsgemäßen Antenne können die beiden
Antennenplatten in einer Einheit ausgebildet werden. Außerdem kann
jede der Antennenplatten quadratisch oder halbkreisförmig
sein. Darüber hinaus können bei der erfindungsgemäßen Antenne
Signale den Einspeisepunkten einander gleichphasig oder
zueinander gegenphasig zugeführt werden.
-
Die erfindungsgemäße Antenne kann als Mobilantenne verwendet
werden.
-
Wenn Signale, die in vorbestimmter Phasenbeziehung gehalten
sind, den Einspeisepunkten der so aufgebauten Antenne
zugeführt werden, können Funkwellen empfangen werden, deren
Strahlungsrichtung durch die Phasenbeziehung bestimmt wird.
-
Die Antenne arbeitet in gleicher Weise auch im Falle, daß die
beiden Antennenplatten als eine Einheit ausgebildet sind.
-
Dieselbe Funktion kann nicht nur erreicht werden, wenn die
Antennenplatten quadratisch sind, sondern auch wenn sie
halbkreisförmig sind.
-
Wenn den Einspeisepunkten gleichphasige Signale zugeführt
werden, ist die Richtwirkung der Antenne derart, daß die
Hauptstrahlungsrichtung im wesentlichen senkrecht zur
Kurzschlußplatte in einer Richtung senkrecht zu den
Antennenplatten ist, und die Antenne ist im wesentlichen omnidirektional
in einer Ebene parallel zu den Antennenplatten. Wenn den
Einspeisepunkten die Signale gegenphasig zugeführt werden, dann
ist die Richtwirkung derart, daß eine Strahlungskeule in einer
Richtung senkrecht zu den Antennenplatten erzeugt wird.
-
Im Falle, daß die erfindungsgemäße Antenne als Mobilantenne in
dem straßenseitigen Bakensystem verwendet wird, werden den
Einspeisepunkten gleichphasige Signale zugeführt, so daß
Signale für die Datenübertragung über einen breiten Bereich
empfangen werden können. Dann werden den Einspeisepunkten
zueinander
gegenphasige Signale zugeführt, so daß Signale für die
Positionsbestimmung nur an einem Ort empfangen werden können,
an dem das Fahrzeug der straßenseitigen Antenne im
wesentlichen gegenübersteht, so daß die Fahrzeugposition mit hoher
Genauigkeit ermittelt werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Fig. 1 ist ein Erläuterungsdiagramm, das das Verhältnis
zwischen straßenseitiger Antenne und Mobilantenne zeigt.
-
Fig. 2 ist ein Kurvendiagramm, das ein in einem üblichen
straßenseitigen Bakensystem empfangenes Signal zeigt.
-
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Beispiels
einer erfindungsgemäßen Antenne.
-
Fig. 4A bis 4E sind Strahlungsdiagramme der
erfindungsgemäßen Antenne.
-
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines weiteren
Beispiels der erfindungsgemäßen Antenne.
-
Fig. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer
Straßenkarte zeigt, die auf einer Anzeigeeinheit des
straßenseitigen Bakensystems dargestellt wird.
-
Fig. 7 ist ein Erläuterungsdiagramm für eine Beschreibung
eines straßenseitigen Bakensystems.
-
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung der am Fahrzeug
montierten Antenne und des bordseitigen Navigationssystems.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
-
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Beispiels
einer erfindungsgemäßen Antenne. Antennenplatten 3 und 4, die
übereinstimmende Gestalt aufweisen, sind über eine
Kurzschlußplatte 2 mit einer Grundplatte 1 derart verbunden, daß die
Antennenplatten 3 und 4 sich parallel zur Grundplatte 1 und in
zueinander entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Zwischen
der Grundplatte 1 und den Antennenplatten 3 und 4 sind an der
Grundplatte 1 Einspeisepunkte 5 und 6 an Stellen vorgesehen,
die symmetrisch bezüglich der Kurzschlußplatte 2 gelegen sind.
-
Die Gestalt jeder Antennenplatte ist quadratisch, wobei die
Seiten eine Länge von im wesentlichen einem viertel der
verwendeten Wellenlänge aufweisen. Der Abstand zwischen der
Antennenplatte und der Grundplatte 1 ist kleiner als die
Wellenlänge.
-
Die Fig. 4A bis 4C zeigen Strahlungsdiagramme der zuvor
beschriebenen Antenne. Wenn einander gleichphasige Signale über
die Einspeisepunkte 5 und 6 zugeführt werden, ist das
Richtdiagramm so, wie aus den Fig. 4A bis 4C hervorgeht, wobei die
Hauptstrahlungsrichtung im wesentlichen senkrecht zur
Kurzschlußplatte 2 in einer Ebene senkrecht zu den Antennenplatten
ist, und die Antenne ist im wesentlichen ungerichtet in einer
Ebene parallel zu den Antennenplatten. Wenn die Signale jedoch
zueinander gegenphasig zugeführt werden, dann ist das
Strahlungsdiagramm so, wie in den Fig. 4D und 4E gezeigt, bei dem
eine Strahlungskeule in einer Richtung senkrecht zu den
Antennenplatten ausgebildet wird.
-
Die Fig. 4A und 4E zeigen
-
Feldstärkeverteilungen in einer
Ebene (Ebene Y-Y in Fig. 3) parallel zur Kurzschlußplatte 2.
Die Fig. 4B und 4D zeigen
-
Feldstärkeverteilungen in einer
Ebene (Ebene X-X in Fig 3), die die zwei Einspeisepunkte 5 und
6 einschließt. Fig. 4C zeigt eine Feldstärkeverteilung in
einer Ebene parallel zu den Antennenplatten. Die zuvor
beschriebenen Feldstärkeverteilungen wurden in einem Zustand
gemessen,
bei dem die Antenne auf einer Metallplatte von 1 m
Durchmesser angeordnet war, die das Dach eines Fahrzeugs
repräsentierte.
-
Wenn, wie oben beschrieben wurde, zuerst einander
gleichphasige Signale und zueinander gegenphasige Signale den
Einspeisepunkten 5 und 6 zugeführt werden, ergibt sich das
Richtdiagramm nach den Fig. 4A bis 4C bei den gleichphasigen Signalen
und das Strahlungsdiagramm nach den Fig. 4D und 4E bei den
gegenphasigen Signalen.
-
Wenn somit das Strahlungsdiagramm, das sich bei den
gleichphasigen Signalen ergibt, für die Datenübertragung verwendet
wird, kann der Datenübertragungsbereich vergrößert werben.
Wenn jedoch das Strahlungsdiagramm, das sich bei den
gegenphasigen Signalen ergibt, für die Positionsbestimmung verwendet
wird, kann letztere mit hoher Genauigkeit erzielt werden.
-
Es ist vorteilhaft, die Interferenz der gleichphasigen und der
gegenphasigen Signale beispielsweise durch
Amplitudenmodulation der gleichphasigen Signale und
Konstant-Amplitudenmodulation der gegenphasigen Signale zu minimieren.
-
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines zweiten
Beispiels der erfindungsgemäßen Antenne. Die Antenne von Fig. 5
unterscheidet sich von der nach Fig. 3 nur darin, daß
halbkreisförmige Antennenplatten mit einer Kurzschlußplatte 3
derart verbunden sind, daß die so verbundenen Antennenplatten
insgesamt eine kreisförmige Platte ergeben. Die Bogenlänge
jeder Antennenplatte ist im wesentlichen gleich einer
Wellenlänge.
-
Auch beim zweiten Antennenbeispiel ist das Strahlungsdiagramm
bei gleichphasiger Einspeisung der Signale derart, daß die
Hauptstrahlungsrichtung im wesentlichen senkrecht zur
Kurzschlußplatte 2 in einer Ebene senkrecht zur Antennenplatte
liegt, und die Antenne ist im wesentlichen ungerichtet in
einer Ebene parallel zur Antennenplatte. Wenn die Signale bei
dieser Ausführungsform den Einspeisepunkten zueinander
gegenphasig zugeführt werden, ist das Strahlungsdiagramm derart,
daß eine Strahlungskeule in einer Richtung senkrecht zu den
Antennenplatten ausgebildet ist. Nun wird der Einsatz der
erfindungsgemäßen Antenne als Mobilantenne 7 in dem
straßenseitigen Bakensystem erläutert.
-
Fig. 6 zeigt schematisch eine auf einer Anzeigeeinheit
dargestellte Straßenkarte. In dieser Darstellung wird die
augenblickliche Position und Fahrtrichtung eines Fahrzeuges durch
den Pfeil A angegeben. Straßenseitige Antenne P&sub1;, P&sub2;, . . . und
Pn sind entsprechend ihren wirklichen Positionen angezeigt. Es
Ist jedoch nicht immer nötig, die straßenseitigen Antennen in
dem straßenseitigen Bakensystem anzuzeigen. Gebäude usw.
(nicht dargestellt) werden als Leitelemente auf der
Anzeigeeinheit angezeigt.
-
Fig. 7 ist ein Erläuterungsdiagramm für die Beschreibung des
straßenseitigen Bakensystems. Eine straßenseitige Antenne 9
zum Aussenden von Positionsdaten und Straßenrichtungsdaten ist
an einem vorbestimmten Ort neben einer Straße 8 installiert.
Eine Mobilantenne 7 ist auf einem Fahrzeug 10 angebracht, das
auf der Straße 8 fährt, um Signale zu empfangen, die von der
straßenseitigen Antenne 9 ausgesendet werden. Die so
empfangenen Signale werden einer Navigationsvorrichtung (nicht
dargestellt) im Fahrzeug zugeführt. Die in den Fig. 3 oder 5
gezeigte Antenne wird als Mobilantenne 7 verwendet, wie oben
beschrieben wurde.
-
Die straßenseitige Antenne 9 ist in ihrer Richtwirkung nicht
so stark, damit sie einen relativ großen Bereich R in Fig. 7
überdeckt.
-
Fig. 8 ist ein Beispiel eines Blockschaltbilds des im Fahrzeug
angebrachten Navigationssystems. Die Antenne 7 auf dem Dach
des Fahrzeugs empfängt Signale von der straßenseitigen Bake,
und das empfangene Signal wird über zwei Koaxialkabel 12
weitergeleitet. Eines der gesplitteten Signale wird einem
Phasenschieber 13 zugeführt, der das Signal entweder so durchläßt,
wie es ist, oder um 180º in der Phase verschiebt. Die zwei
Signale werden an einem T-Stück 14 rekombiniert und einem an
Bord befindlichen Navigator 15 mit Anzeigeeinrichtung 16
zugeführt. Der Navigator 15 steuert den Phasenschieber 13 in
Abhängigkeit davon, ob die Antenne ein Strahlungsdiagramm gemäß
Fig. 4A oder ein solches gemäß Fig. 4D haben soll. Andere
Speisesysteme können verwendet werden, beispielsweise ein
hybrides Netzwerk.
-
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die das Verhältnis
zwischen der straßenseitigen Antenne 9 und der Mobilantenne 7
im Detail zeigt. Die straßenseitige Antenne 9 ist auf der
Spitze eines Mastes 9a nahe der Straße 8 derart montiert, daß
die Antenne 9 sehr viel höher als große Fahrzeuge, wie
beispielsweise Busse und Lastwagen, ist. Ein straßenseitiger
Bakensender 9b liefert Signale zur straßenseitigen Antenne 9,
die sowohl die Positionsdaten als auch die zusätzlichen
Karten- und Verkehrsdaten enthalten. Die Mobilantenne 7, die
die in den Fig. 3 oder 5 gezeigte Konstruktion hat, ist auf
dem Dach des Fahrzeugs 10 montiert.
-
Die straßenseitige Antenne 9 ist in ihrer Richtwirkung nicht
so hoch, wie in Fig. 1 mit B eingezeichnet ist, und sie ist
auf dem Mast 9a so befestigt, daß sie Signale in alle
Richtungen, einschließlich vertikal nach unten, abstrahlt.
-
Dementsprechend wird ein Teil des von der straßenseitigen
Antenne abgestrahlten Signals vom Dach anderer Fahrzeuge zur
Mobilantenne 7 reflektiert, wie durch das Bezugszeichen C in
Fig. 1 angedeutet, oder wird von der Straßenoberfläche zur
Mobilantenne 7 reflektiert, wie durch das Bezugszeichen D in
Fig. 1 angedeutet. Außerdem erreicht ein Teil des so
ausgesendeten Signals die Mobilantenne 7 auf direktem Wege, wie durch
das Bezugszeichen E in Fig. 1 angedeutet ist. Darüber hinaus
wird ein Teil des Signals von einem Gebäude 11 zur
Mobilantenne 7 reflektiert, wie durch das Bezugszeichen F angedeutet
ist, oder es wird von dem Gebäude 11 und einem Straßenbankett
8a zur Mobilantenne 7 reflektiert, wie durch das Bezugszeichen
G angedeutet ist.
-
Mit anderen Worten das Signal E gelangt zur Mobilantenne 7 von
oben, die Signale C und F gelangen im wesentlichen aus
horizontalen Richtungen zur Antenne 7, und die Signale B und G
erreichen die Antenne 7 von unten.
-
Die Signale C bis G werden, wie oben beschrieben wurde, von
der Mobilantenne 7 empfangen. In diesem Falle ist die
Mobilantenne 7 so gestaltet, daß sie ein Strahlungsdiagramm mit einer
nach oben gerichteten Keule für Signale hat, die den
Einspeisepunkten 5 und 6 zueinander gegenphasig zugeführt werden. Als
Folge davon ist ihre Empfindlichkeit in den Senderichtungen
der Signale C, D, F und G erheblich herabgesetzt. Das heißt,
die Signale C, D, F und G werden der Mobilvorrichtung (nicht
dargestellt) kaum zugeführt. Wegen des Strahlungsdiagramms mit
der nach oben gerichteten Keule wird das Signal E von der
Mobilantenne stark empfangen und wird daher der
Mobilvorrichtung wirksam zugeführt.
-
Obgleich die von der straßenseitigen Antenne 9 ausgesendeten
Signale auf mehreren Wegen zur Mobilantenne 7 gelangen, wird
von der Antenne 7 nur das Signal E mit hoher Empfindlichkeit
empfangen während die übrigen Signale C, D, F und G mit extrem
niedriger Empfindlichkeit empfangen werden. Das heißt, nur das
Signal E wird der Mobilvorrichtung wirksam zugeführt. Und das
Signal E wird nur dann stark empfangen, wenn es im
wesentlichen in Übereinstimmung mit dem die nach oben gerichtete
Strahlungskeule aufweisenden Strahlungsdiagramm abgestrahlt
wird (oder wenn das Fahrzeug 10 der straßenseitigen Antenne 9
im wesentlichen gegenübersteht). Wenn daher der Pegel des so
empfangenen Signal E einen vorbestimmten Bezugswert
überschreitet, kann daraus ermittelt werden, daß sich das Fahrzeug
10
sehr nahe zur straßenseitigen Antenne befindet.
-
Wie oben beschrieben wurde, hat die Mobilantenne 7 für
Signale, die den Einspeisepunkten 5 und 6 einander gleichphasig
zugeführt werden, ein Strahlungsdiagramm, bei dem die
Hauptstrahlungsrichtung im wesentlichen senkrecht zu der
Kurzschlußplatte in der Ebene senkrecht zu den Antennenplatten
ist, und die Antenne ist im wesentlichen omnidirektional in
der Ebene parallel zu den Antennenplatten, so daß die
Empfindlichkeit auf die Signale C, D und G stark herabgesetzt ist und
die Signale C, D und G der Mobilvorrichtung nicht zugeführt
werden. Andererseits ist die Empfindlichkeit auf das Signal F
relativ hoch. Das Signal F von der straßenseitigen Antenne hat
jedoch einen niedrigen Pegel und hat einen relativ langen
Laufweg, und daher wird das Signal F von der Mobilantenne 7
ziemlich schwach empfangen. Die Richtwirkung der Mobilantenne
auf das Signal E ist beträchtlich hoch, und der Laufweg des
Signals E ist relativ kurz. Das Signal E wird daher mit hoher
Empfindlichkeit empfangen und der Mobilvorrichtung mit hoher
Wirksamkeit zugeführt.
-
Es ist somit festzuhalten, daß von den Signalen, die über
mehrere Wege zur Mobilantenne übertragen werden, nur das
Signal E von der Antenne 7 mit hoher Empfindlichkeit empfangen
wird und die übrigen Signale C, D, F und G mit extrem
niedriger Empfindlichkeit empfangen werden. Daher wird nur das
Signal E der Mobilvorrichtung zugeführt. Da die Mobilantenne in
horizontalen Richtungen keine Richtwirkung hat, wird das
Signal E von ihr mit hoher Empfindlichkeit empfangen, wenn sich
das Fahrzeug 10 in einem vorbestimmten Bereich um die
straßenseitige Antenne 9 befindet. Wenn daher der Pegel des so
empfangenen Signals E den vorbestimmten Wert überschreitet,
können die notwendigen Daten über einen breiten Bereich
ermittelt werden.
-
Die Mobilantenne 7 empfängt somit nur das Signal E mit hoher
Empfindlichkeit, das mit beachtlich hoher Intensität
übertragen
wird. Das heißt, die übrigen Signale werden mit Pegeln
empfangen, die im wesentlichen vernachlässigt werden können.
Demgemäß können mit der erfindungsgemäßen Antenne der
Datenempfang und die Positionsbestimmung unter Bedingungen ausgeführt
werden, bei denen Mehrwege-Fading wirksam unterdrückt und die
Fehlermöglichkeit extrem herabgesetzt sind.
-
Mach Ermittlung der Fahrzeugposition in der
Navigationsvorrichtung (nicht dargestellt) können die angezeigte
Fahrzeugposition und Fahrtrichtung in Übereinstimmung mit den
Positionsdaten und Straßenrichtungsdaten, die in dem empfangenen Signal
enthalten sind, kalibriert werden, wodurch die Navigation auf
der Grundlage der so kalibrierten Daten durchgeführt werden
kann.
-
Obgleich die bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden
ist, ist die Erfindung darauf oder dadurch nicht beschränkt.
Wenn beispielsweise das technische Konzept der Erfindung auf
den Fall angewendet wird, wo, anders als beim straßenseitigen
Bakensystem, es erforderlich ist, die Richtwirkung einer
Empfangsantenne zu ändern, dann kann die gewünschte Richtwirkung
schnell erhalten werden. Das heißt, verschiedene Veränderungen
und Modifikationen können bei der Ausführungsform vorgenommen
werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.
-
Wie oben beschrieben wurde, werden bei der erfindungsgemäßen
Antenne die Phasen von Signalen, die den Einspeisepunkten der
beiden über die Kurzschlußplatte mit der Grundplatte gemeinsam
verbundenen Antennenplatten zugeführt werden, auf vorbestimmte
Werte für die Bestimmung ihres Strahlungsdiagramms
eingestellt. Das gewünschte Richtdiagramm kann daher schnell durch
bloßes Ändern der Phasenlagen der den Einspeisepunkten
zugeführten Signale erhalten werden, ohne daß der physikalische
Aufbau der Antenne verändert wird.