JP2000331203A

JP2000331203A - Ｅｔｃ用車載送受信器

Info

Publication number: JP2000331203A
Application number: JP13781299A
Authority: JP
Inventors: Masao Miyaura; 正夫宮浦
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】安価なＥＴＣ用車載送受信器を提供する。【解決手段】アンテナモジュール１と本体部２がケー
ブル３で接続されているＥＴＣ用車載送受信器におい
て、アンテナモジュール１内に混合器１６を有し、アン
テナモジュール１内で受信信号を中間周波信号に変換し
てから本体部２へ伝送するので、ケーブル３を伝わる信
号の周波数が低くなり、高周波における減衰の大きな安
価なケーブルを使用でき、コストを削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノンストップ自動
料金収受システム（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌ
ＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ、以下ＥＴＣシス
テムという）に用いられるＥＴＣ用車載送受信器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高速道路等の有料道路のＥＴＣシステム
においては、時分割双方向通信によって、料金所に設置
されたＥＴＣ用送受信端局と、自動車に搭載されたＥＴ
Ｃ用車載送受信器との間で、ＡＳＫ変調された５．８Ｇ
Ｈｚ帯のＡＳＫ変調波で送受信が行われ、その信号の送
受信によって所定の料金を別途徴収するようになってい
る。自動車に搭載されるＥＴＣ用車載送受信器は、バッ
クミラー等に送受信兼用のアンテナが取り付けられ、コ
ンソールボックス内等に送受信器本体部が取り付けら
れ、アンテナと送受信器本体部は、同軸ケーブルで接続
される。同軸ケーブルは、天井やサイドフレーム等に沿
って取り付けられるため、約５ｍの長さとなる。

【０００３】図４は、このようなＥＴＣシステムに用い
られる従来のＥＴＣ用車載送受信器の一例を示すブロッ
ク図である。

【０００４】このＥＴＣ用車載送受信器は、信号の送信
と受信とを択一的に行えるようになっており、アンテナ
５１と、送受信器本体部５２と、アンテナ５１と送受信
器本体部５２とを接続するための同軸ケーブル５３とを
有している。

【０００５】送受信器本体部５２は、帯域通過型の誘電
体フィルタ５４と、送受信切替器５５と、受信回路部５
６と、送信回路部５７と、発振回路部５８と、マイクロ
コンピュータ５９とを有している。

【０００６】受信回路部５６は、低雑音増幅器６０と、
混合器６１と、中間周波フィルタ６２と、中間周波増幅
器６３と検波器６４と復調信号増幅器６５とを備えてお
り、低雑音増幅器６０の増幅度は、同軸ケーブル５３の
損失と誘電体フィルタ５４の損失等を考慮した上で、混
合器６１に入力されるＡＳＫ変調波のレベルが所定にな
るように設定される。

【０００７】送信回路部５７は、電力増幅器６６と、Ａ
ＳＫ変調器６７と、前置増幅器６８とを備えており、電
力増幅器６６の増幅度は、同軸ケーブル５３の損失と誘
電体フィルタ５４の損失等を考慮した上で、アンテナ５
１から出力されるＡＳＫ変調波のレベルが所定値になる
ように設定される。

【０００８】発振回路部５８は、トラップ回路６９と逓
倍器７０と局部発振器７１と位相制御ループ（ＰＬＬ）
７２を備えている。位相制御ループ７２は、マイクロコ
ンピュータ５９によって制御されており、局部発振器７
１の発振周波数を２．９１７５ＧＨｚで安定化する。そ
して、局部発振器７１から出力された２．９１７５ＧＨ
ｚの発振信号は、逓倍器７０によって２逓倍されて、
５．８３５ＧＨｚとなる。そして、トラップ回路６９に
よって、原発振信号の２．９１７５ＧＨｚを減衰した後
に、受信回路部５６と送信回路部５７とへ出力される。

【０００９】ＡＳＫ変調波の受信時には、マイクロコン
ピュータ５９によって送受信切替器５５が制御されて、
アンテナ５１と受信回路部５６とが接続されるととも
に、発振回路部５８から出力された５．８３５ＧＨｚの
発振信号が局部発振信号として受信回路部５６の混合器
６１に入力される。

【００１０】料金所に設置されたＥＴＣ用送受信端局の
アンテナ（図示せず）から、料金所に進入する車に向け
て５．７９５ＧＨｚのＡＳＫ変調波が送信されると、Ａ
ＳＫ変調波は車に搭載したアンテナ５１で受信され、同
軸ケーブル５３を通じて、送受信器本体部５２の誘電体
フィルタ５４に入力される。誘電体フィルタ５４で不要
周波数成分を除去されたＡＳＫ変調波は、送受信切替器
５５を通じて、受信回路部５６に入力される。

【００１１】受信回路部５６に入力されたＡＳＫ変調波
は、低雑音増幅器６０によって増幅された後、混合器６
１に入力される。混合器６１では、ＡＳＫ変調波を発振
回路部５８から出力される発振信号と混合して中間周波
信号（周波数は４０ＭＨｚ）に周波数変換する。そし
て、中間周波フィルタ６２を通過して、中間周波増幅器
６３で増幅され、検波器６４に入力される。

【００１２】中間周波信号は、検波ダイオード６４によ
って包絡線検波されて復調信号となり、復調信号増幅器
６５に入力される。復調信号増幅器６５は、増幅した復
調信号をマイクロコンピュータ５９に入力すると共に、
ＡＳＫ変調波を受信したことを示すＣＤ（Ｃａｒｒｉｅ
ｒＤｅｔｅｃｔ）信号をマイクロコンピュータ５９に
入力する。

【００１３】一方、ＡＳＫ変調波の送信時には、マイク
ロコンピュータ５９によって、送受信切替器５５が制御
されて、アンテナ５１と送信回路部５７とが接続される
とともに、発振回路部５８から出力された５．８３５Ｇ
Ｈｚの発振信号が搬送波として送信回路部５７の前置増
幅器６８に入力される。

【００１４】前置増幅器６８で増幅された搬送波と、マ
イクロコンピュータ５９から出力される変調信号（デジ
タル信号）が、ＡＳＫ変調器６７に入力され、ＡＳＫ変
調波が出力される。ＡＳＫ変調波は、電力増幅器６６で
増幅され、送受信切替器５５と誘電体フィルタ５４とを
通じて、同軸ケーブル５３に伝わる。

【００１５】ＡＳＫ変調波は、同軸ケーブル５３を通じ
て、アンテナ５１に伝わり、料金所に設置されたＥＴＣ
用送受信端局のアンテナに向けて送信される。

【００１６】ところで、同軸ケーブル５３は、約５ｍの
長さがあり、使用周波数が５．８ＧＨｚ帯と高いため
に、高周波での損失の小さい図５のような構造の同軸ケ
ーブルを用いる必要がある。同軸ケーブル５３は、内導
体５３ａと、外導体５３ｂと、内導体５３ａと外導体５
３ｂとの間に介在された誘電体５３ｃと、外導体５３ｂ
を覆う絶縁被膜５３ｄとを有しており、内導体５３ａは
軟導線からなり、外導体５３ｂは編組線からなり、誘電
体５３ｃはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）か
らなり、絶縁被膜５３ｄはポリエチレンからなる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、誘電体に用い
られるＰＴＦＥの価格が高いため、同軸ケーブルのコス
トが高くなり、製品のコストが増大する原因となってい
た。

【００１８】そこで、本発明は、比較的安価な同軸ケー
ブルを使用可能とすることによって、安価なＥＴＣ用車
載送受信器を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明のＥＴＣ用車載送受信器は、アンテナと混合
器とを有するアンテナモジュールと、検波器を有する本
体部と、アンテナモジュールと本体部とを接続するケー
ブルとを備え、アンテナで受信された受信信号を混合器
によって受信信号よりも周波数の低い中間周波信号に変
換した後に、ケーブルを介して本体部の検波器へ入力し
た。

【００２０】また、本発明のＥＴＣ用車載送受信器は、
アンテナモジュール内に逓倍器とＡＳＫ変調器とを有
し、本体部内に発振器を有し、発振器の出力する原発振
信号をケーブルを介して前記逓倍器へ送り、本体部から
前記ＡＳＫ変調器へ変調信号を送り、原発振信号を前記
逓倍器に入力し、原発振信号よりも周波数の高い搬送波
に変換し、変調信号と搬送波をＡＳＫ変調器に入力し、
ＡＳＫ変調器からＡＳＫ変調波をアンテナを介して出力
した。

【００２１】また、本発明のＥＴＣ用車載送受信器は、
混合器とケーブルとの間に第一のフィルタを有し、逓倍
器とケーブルとの間に第二のフィルタを有し、検波器と
ケーブルとの間に第三のフィルタを有し、発振器とケー
ブルとの間に第四のフィルタを有し、第一と第三のフィ
ルタは中間周波信号を通過させ、原発振信号を通過させ
ず、第二と第四のフィルタは原発振信号を通過させ、中
間周波信号を通過させないようしにた。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明のＥＴＣ用車載送受信器
を、図１を用いて説明する。

【００２３】このＥＴＣ用車載送受信器は、信号の送信
と受信とを択一的に行えるようになっており、アンテナ
モジュール１と、本体部２と、アンテナモジュール１と
本体部２とを接続する同軸型のケーブル３及び二本の制
御用のケーブル４，５とを有している。

【００２４】アンテナモジュール１は、送受信兼用のア
ンテナ６と、帯域通過型の誘電体フィルタ７と、送受信
切替器８と、受信回路部９と送信回路部１０と逓倍回路
部１１とを有し、送受信切替器８によって受信回路部９
または送信回路部１０が択一的にアンテナ６に接続さ
れ、例えば、バックミラー等に取り付けられる。

【００２５】受信回路部９は、低雑音増幅器１５と混合
器１６とローパスフィルタで構成された第一のフィルタ
１７とを有している。また、送信回路部１０は、電力増
幅器１８と、ＡＳＫ変調器１９と、前置増幅器２０とを
有している。更に、逓倍回路部１１はトラップ回路２１
と逓倍器２２とハイパスフィルタで構成された第二のフ
ィルタ２３とを有している。

【００２６】本体部２は、検波回路部１２と発振回路部
１３とマイクロコンピュータ１４とを有し、例えば車内
のコンソールボックス内に取り付けられる。

【００２７】検波回路部１２は、ローパスフィルタで構
成される第三のフィルタ２４と中間周波増幅器２５と検
波器２６と復調信号増幅器２７とを有しており、発振回
路部１３は、ハイパスフィルタで構成された第四のフィ
ルタ２８と発振器２９と位相制御ループ（ＰＬＬ）３０
とを有している。

【００２８】尚、ローパスフィルタで構成される第一と
第三のフィルタ１７、２４のカットオフ周波数は５０Ｍ
Ｈｚに設定されており、ハイパスフィルタで構成される
第二と第四のフィルタ２３、２８のカットオフ周波数は
２．５ＧＨｚに設定される。

【００２９】そして、アンテナモジュール１に接続され
たケーブル３の一端は、第一のフィルタ１７を介して受
信回路部９に接続され、第二のフィルタ２３を介して逓
倍回路部１１に接続される。また、本体部２に接続され
たケーブル３の他端は第三のフィルタ２４を介して検波
回路部１２に接続され、第四のフィルタ２８を介して発
振回路部１３に接続される。

【００３０】また、マイクロコンピュータ１４は制御用
のケーブル４によって送受信切替器８に接続され、制御
用のケーブル５によってＡＳＫ変調器１９と接続され
る。これらのケーブル３、４、５は、天井やサイドフレ
ーム等に沿って取り付けられるため、約５ｍの長さとな
る。

【００３１】発振器２９は、位相制御ループ３０を介し
て、マイクロコンピュータ１４によって制御されてお
り、その発振周波数は、２．９１７５ＧＨｚで安定化す
る。そして、発振器２９から出力された２．９１７５Ｇ
Ｈｚの原発振信号は、ケーブル３を介して逓倍器２２へ
入力され、逓倍器２２によって２逓倍されて、５．８３
５ＧＨｚの発振信号となる。そして、トラップ回路２１
によって、原発振信号を減衰した後に、受信回路部９と
送信回路部１０とへ出力される。

【００３２】２．９１７５ＧＨｚの原発振信号は、ハイ
パスフィルタで構成された第二のフィルタ２３と第四の
フィルタ２８とは通過するが、ローパスフィルタで構成
された第一のフィルタ１７と第三のフィルタ２４とは通
過できないため、原発振信号が受信回路部９や検波回路
部１２へ漏洩することはない。

【００３３】ＡＳＫ変調波の受信時には、マイクロコン
ピュータ１４によって送受信切替器８が制御されて、ア
ンテナ６と受信回路部９とが接続されるとともに、逓倍
回路部１１から出力された５．８３５ＧＨｚの発振信号
を局部発振信号として受信回路部９の混合器１６に入力
する。

【００３４】料金所に設置されたＥＴＣ用送受信端局の
アンテナ（図示せず）から、料金所に進入する車に向け
てＡＳＫ変調波が送信されると、アンテナ６で受信さ
れ、誘電体フィルタ７で不要周波数成分が除去され、低
雑音増幅器１５によって増幅された後に、混合器１６に
入力される。混合器１６では、ＡＳＫ変調波を逓倍回路
部１１から出力される発振信号（周波数は５．８３５Ｇ
Ｈｚ）と混合して中間周波信号（周波数は４０ＭＨｚ）
に周波数変換する。

【００３５】そして、中間周波信号は、第一のフィルタ
１７を通過して、同軸ケーブル３を通過し、検波回路部
１２に入力される。検波回路部１２に入力された中間周
波信号は、第三のフィルタ２４を通過して、中間周波増
幅器２５によって増幅され、検波器２６によって包絡線
検波されて復調信号となり、復調信号増幅器２７に入力
される。復調信号増幅器２７は増幅した復調信号をマイ
クロコンピュータ１４に入力すると共にＡＳＫ変調波を
受信したことを示すＣＤ（ＣａｒｒｉｅｒＤｅｔｅｃ
ｔ）信号をマイクロコンピュータ１４に入力する。

【００３６】４０ＭＨｚの中間周波信号は、ローパスフ
ィルタで構成された第一のフィルタ１７と第三のフィル
タ２４とは通過するが、ハイパスフィルタで構成された
第二のフィルタ２３と第四のフィルタ２８とは通過でき
ないため、中間周波信号が逓倍回路部１１や発振回路部
１３へ漏洩することはない。

【００３７】一方、ＡＳＫ変調波の送信時には、マイク
ロコンピュータ１４によって、送受信切替器８が制御さ
れて、アンテナ６と送信回路部１０とが接続されるとと
もに、逓倍回路部１１から出力された５．８３５ＧＨｚ
の発振信号が搬送波として送信回路部１０の前置増幅器
２０に入力される。

【００３８】前置増幅器２０で増幅された搬送波と、マ
イクロコンピュータ１４から出力される変調信号（デジ
タル信号）が、ＡＳＫ変調器１９に入力され、ＡＳＫ変
調波が出力される。ＡＳＫ変調波は、電力増幅器１８で
増幅され、誘電体フィルタ７を通過し、アンテナ６から
料金所に設置されたＥＴＣ送受信端局のアンテナに向け
て送信される。

【００３９】同軸ケーブル３は、約５ｍの長さがある
が、使用周波数が４０ＭＨｚから２．９ＧＨｚと低いた
めに、高周波での特性の悪いケーブルを使っても信号が
あまり減衰する恐れがなく、安価なケーブルを使うこと
ができる。このケーブルの構造を図２に示す。同軸ケー
ブル３は、内導体３ａと、外導体３ｂと、内導体３ａと
外導体３ｂとの間に介在した誘電体３ｃと、外導体３ｂ
を覆う絶縁被膜３ｄとを有している。内導体３ａは、軟
銅線からなり、外導体３ｂは編組線からなり、誘電体３
ｃは発泡ポリエチレンからなり、絶縁被膜３ｄはポリエ
チレンからなる。尚、誘電体３ｃに発泡ポリエチレンを
用いた同軸ケーブル（以降ＰＥケーブルと記す）３と誘
電体５３ｃにＰＴＦＥを用いた従来の同軸ケーブル（以
降ＰＴＦＥケーブルと記す）５３の減衰率と価格の比較
は図３に示すとおりとなっている。

【００４０】図３から明らかなように、同一周波数帯で
の減衰率は、ＰＥケーブルより、ＰＴＦＥケーブルの方
が小さいが、２．９ＧＨｚ帯でのＰＥケーブルの減衰率
は、５．８ＧＨｚ帯でのＰＴＦＥケーブルの減衰率と同
程度（同図Ａ参照）であるので安価なＰＥケーブルが使
用できる。尚、ＰＥケーブルの価格はＰＴＦＥケーブル
の５分の一程度である（同図Ｂ参照）。従って、ケーブ
ルを通過する信号の周波数を５．８ＧＨｚから２．９Ｇ
Ｈｚへと低くしたことによって、ケーブルのコストを５
分の一程度にできる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明のＥＴＣ用車載送
受信器は、アンテナモジュールに混合器を設けて受信信
号を中間周波数に周波数変換した後にケーブルを介して
本体部へ送信するようにしたので、ケーブルには周波数
の低い中間周波信号が伝送されることとなり、安価なケ
ーブルを使用でき、コストを削減できる。

【００４２】また、本発明のＥＴＣ用車載送受信器は、
アンテナモジュール内に逓倍器とＡＳＫ変調器とを有
し、本体部内に発振器を有し、発振器の出力する原発振
信号がケーブルを介してアンテナモジュール内の逓倍器
に送られ、原発振信号が高い周波数に変換され搬送波と
してＡＳＫ変調器に入力され、ＡＳＫ変調器からＡＳＫ
変調波が前記アンテナを介して出力されるので、ケーブ
ルを伝わる信号は、搬送波よりも周波数の低い原発振信
号となるので、安価なケーブルを使用でき、コストを削
減できる。

【００４３】また、本発明のＥＴＣ用車載送受信器は、
混合器とケーブルとの間に第一のフィルタを有し、逓倍
器とケーブルとの間に第二のフィルタを有し、検波器と
ケーブルとの間に第三のフィルタを有し、発振器とケー
ブルとの間に第四のフィルタを有し、第一のフィルタと
第三のフィルタは中間周波信号を通過させるとともに、
原発振信号を阻止し、第二のフィルタと第三のフィルタ
とは原発振信号を通過させるとともに中間周波信号を阻
止するようにしたので、本体部からアンテナモジュール
に送られる原発振信号と、アンテナモジュールから本体
部へ送られる中間周波信号とを一本のケーブルで伝送で
き、ケーブルの本数を減らすことができる。また、原発
振信号が受信回路部の混合器と検波回路部の検波器とに
漏洩することがなく、中間周波信号が、逓倍回路部の逓
倍器と発振回路部の発振器とに漏洩することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＥＴＣ用車載送受信器のブロック構成
図である。

【図２】本発明のＥＴＣ用車載送受信器に用いられるケ
ーブルの構成図である。

【図３】ＥＴＣ用車載送受信器に用いられるケーブルを
比較したグラフである。

【図４】従来の車載用送受信器のブロック構成図であ
る。

【図５】従来のＥＴＣ用車載送受信器に用いられるケー
ブルの構成図である。

【符号の説明】

１アンテナモジュール２本体部３ケーブル３ａ内導体３ｂ外導体３ｃ絶縁部材３ｄ絶縁被膜４、５制御用のケーブル６アンテナ７誘電体フィルタ８送受信切替器９受信回路部１０送信回路部１１逓倍回路部１２検波回路部１３発振回路部１４マイクロコンピュータ１５低雑音増幅器１６混合器１７第一のフィルタ１８電力増幅器１９ＡＳＫ変調器２０前置増幅器２１トラップ回路２２逓倍器２３第二のフィルタ２４第三のフィルタ２５中間周波増幅器２６検波器２７復調信号増幅器２８第四のフィルタ２９発振器３０位相制御ループ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナと混合器とを有するアンテナモ
ジュールと、検波器を有する本体部と、前記アンテナモ
ジュールと前記本体部とを接続するケーブルとを備え、
前記アンテナで受信された受信信号を前記混合器によっ
て受信信号よりも周波数の低い中間周波信号に変換し、
前記中間周波信号を前記ケーブルを介して前記本体部の
前記検波器へ入力したことを特徴とするＥＴＣ用車載送
受信器。
【請求項２】前記アンテナモジュール内に逓倍器とＡ
ＳＫ変調器とを有し、前記本体部内に発振器を有し、前
記発振器の出力する原発振信号を前記ケーブルを介して
前記逓倍器へ送り、前記本体部から前記ＡＳＫ変調器へ
変調信号を送り、前記原発振信号を前記逓倍器によっ
て、前記原発振信号よりも周波数の高い搬送波に変換
し、前記変調信号と前記搬送波とを前記ＡＳＫ変調器に
入力し、前記ＡＳＫ変調器からＡＳＫ変調波を前記アン
テナに出力したことを特徴とする請求項１記載のＥＴＣ
用車載送受信器。
【請求項３】前記混合器と前記ケーブルとの間に第一
のフィルタを有し、前記逓倍器と前記ケーブルとの間に
第二のフィルタを有し、前記検波器と前記ケーブルとの
間に第三のフィルタを有し、前記発振器と前記ケーブル
との間に第四のフィルタを有し、前記第一と前記第三の
フィルタとは前記中間周波信号を通過させるとともに、
前記原発振信号を通過させないように構成し、第二と第
四のフィルタとは前記原発振信号を通過させるととも
に、前記中間周波信号を通過させないように構成したこ
とを特徴とする請求項２記載のＥＴＣ用車載送受信器。