JPS5931018B2 - 情報伝送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、移動体等に装着され、固有の電源を持たず
に電波の送受を行なう情報伝送装置に関する。

移動中の物体が有する情報を、その物体の外から読取る
ために、移動体に装置された電磁波送受信装置に電磁波
を照射してこの装置を作動せしめ、情報に応じた変調成
分を持つ電磁波を発射させこれを受信検出するシステム
はすでに開発、または、実用されている。

電磁波の伝搬特性は波長によって差異があり、使用目的
に適合した波長帯が選ばれるが、上記用途では、近接区
間の伝搬でありか７ つ、伝搬範囲を限定することが多
いので、電磁誘導領域で使える長波と、指向性の強め極
超短波いわゆるマイクロ波が使われる。

マイクロ波方式は、長波方式に比して伝搬区域の設定に
弾力絶があり、また、装置が小形にできる利点がある。

限られた空間が移動体が高速で通過する短時間内に情報
伝送を完結させるため情報は信号化する必要があり、中
でも２進符号直列伝送方式は高速伝送に適し、処理も簡
単ですでに多くの実用的手段が存する。

また、移動体に電源が無い場合にも使い易くするために
地上の読取装置（以下質問器という）から照射した電波
を、移動体側の情報伝送装置（以下応答器という）が受
信、整流し駆動電源とす−るものが実用的である。

以下、マイクロ波を使った符号伝送による無電源の応答
器とこれに対する質問器の構成例を示す。

第１図は、質問器が連続的にマイクロ波を送信する場合
の一例を示す。

地上の質問器１０１は、送信部１、送信空中線２、受信
空中線３、受信検波部４、ＦＳＫ変調器５、復号器６を
主要構成部分とする。

移動体等に装着される応答器１０２は受信空中線１１、
整流回路１２、符号送出回路１３、記憶装置１４、変調
波発振器１５、周波数切替回路１６、クロック発振器１
７、送信空中線１８、変調器１９より成る。

次に第１図の装置の動作について説明する。

質問器１０１から送出される電波は応答器１０２に照射
されその電力で応答器を１駆動するとともに、電波その
ものは応答器１０２で折り返し返送用電波の搬送波とし
て利用される。

マクイロ波は送信部１で発生し、送信空中線２によって
、応答器１０２の受信空中線１１に連続的に入射し、整
流回路１２によって直流に変換され、応答器１０２の駆
動電源とされる。

符号送出回路１３は記憶装置１４から、同期信号などを
も併せ有する２値の記憶内容を読出して、“ｌ ＋＋
、 ！１ Ｑ １１ の直列符号列すなわち２進符号列
とし２値に対応する２種の周波数の発振出力を得るため
、変調波発振器１５の発振周波数を周波数切替回路１６
により、いわゆる周波数シフトキーインク（以下ＦＳＸ
という）する。

論理回路動作のためのクロック信号は、クロック発振器
１７により得られる。

応答用の電波は、受信入力をそのまま無給電中継して送
信空中線１８より再ふく射するが、途中で変調器１９に
よって変調波すなわち前記ＦＳＸ出力と混合される。

すなわち、この電波は質問器の送信波と同一の中心周波
数を有して受信空中線３から質問器に入るが、応答器に
よる変調成分は受信検波部４で検波され、ＦＳＫ復調器
５でＦＳＫの２値が復調される。

応答器の符号は、通常の２進符号のデータ伝送方式に従
っているので、同期検出や誤り制御をも含め復号器６に
より処理されて応答器の有する２値の記憶情報が読み取
られる。

別の構成例を第２図に示す。

これは第１図の例に類似するが質問器の送信波は一定の
タイミングで短詩間断とされる。

質問器１０１の７はタイミング信号発生回路、８は送信
制御回路で、応答器１０２はクロック発振器を有さず、
かわりにタイミング検出回路２０を有する。

次に第２図における回路の動作について説明する。

基本的には第１図の例と同じであるが、本例は、応答器
１０２が独立のクロック発振器を有することを避け、質
問器１０１の送出する連続的送信電波が、一定周期で短
詩間断となる変化を与えられ、このタイミングで全シス
テムの符号回路を制御スる。

すなわち、応答器１０２が、タイミング検出回路２０に
より、受信電波の瞬断を検出してクロックとするので、
タイミング信号発生回路Ｔの出力の一定周期は、送信制
御回路８により、送信電波を瞬断し、ビット同期信号と
して応答器に与えられるとともに質問器内体の復号器の
クロックをも与えるので、全システムのビット同期が保
たれる。

応答器の送出する２進符号列の中にビット同期信号を含
む必要はない。

なお第１図の構成例については、本願と同一出願人によ
り昭和５４年２月３７日付にて、特願昭５４−２２３２
１号、特願昭５４−２２３２３号として出願し、第２図
の例については、同様に昭和５４年２月２７日付にて特
願昭５４−２２３２２号として出ン 願されている。

第１図の例において質問器は応答器の駆動電力と、返送
用電波の搬送波を供給している特徴があるが、応答器の
情報伝送方式は独立クロックを有する通常の無線データ
伝送である。

第２図の例は、； 質問器の周期的瞬断で、ビット同期
を与えているが、断の時間を長くすると応答器の整流出
力が下り、短くすると、質問器の強力な電波の占有周波
数帯域幅が広がり、伝送速度が大きいときは・応答器か
らの電波の受信が著しく妨害される欠点が１ ある。

たとえば数十Ｋｂｐｓの場合、実用的な送受空中線間の
アイソレーション条件ではＩＭＨ２以上の幅にわたって
、受信に影響が出る。

この発明は上記のようなものの欠点を除去するためにな
されたもので、質問器の送信波は断続とせずに一定周波
数の正弦波または、これに近い波形で変調を加え、これ
を受信する応答器側では復調のあと信号の波形整形を行
ない、タイミングを検出してクロック信号を発生すると
ともに、入力電波を無給電中継する際に、変調の前段に
おいて１ 振幅制限回路を設けて、応答型送出電波の搬
送波を一定出力にする機能を付加したものである。

以下この発明の一実施例を第３図について説明する。

図において１０１は質問器、１０２は応答器である。

質問器１０１において１は送信部（変調機能を有する）
、２は送信空中線、３は受信空中線、４は受信検波部、
５はＦＳＸ復調器、６は復号器、９は正弦波発振器、１
０はクロック回路である。

また、応答器１０２において、１１は受信空中線、１２
は整流回路、１３は符号送出回路、： １４は記憶装置
、１５は変調波発振器、１６は周波数切替回路、１８は
送信空中線、１９は変調器、２０はクロック信号発生回
路、２１は検波回路、２２は波形整形回路、２３は振幅
制限回路である。

次に第３図の回路動作について説明する。

変調機能を有する送信部１で発生するマイクロ波は、送
信空中線２を経て応答器に照射され、受信空中線１１に
連続的に入射し、整流回路１２によって直流電源として
応答器内各部に供給される。

符号送出回路１３は、記憶装置１４から、同期信号等を
含む２値の記憶内容を読出して、１′′。

０″の直列符号とし、これに対応する２個の変調周波数
を周波数切替回路１６によりＦＳＫする。

ここで２値に対し２個の周波数を対応させ７）ＮＲＺＲ
Ｚ方式ビットごとに第３の周波数を挿入するＲＺ方式が
あるがいずれを使用しても問題は無い。

また、発振器はそれぞれの周波数専用のものを有しても
よく、ＦＳＫ以外のディジタル信号変調方式を採用する
など一般のデータ伝送における諸方式はいずれを利用し
ても目的を達するが、公知の技術であるので詳細説明は
省略する。

ただし、応答器の消費電力を極力少な（することは、本
装置の機能保持の大切な条件であることは論をまたない
。

論理回路動作のクロックはクロック信号発生回路２０に
より得られるが、その周期は質問器の送信電波から与え
られる。

すなわち、質問器の送信部１は変調機能を有し、応答器
１０２のクロックの周波数（またはその１／２）の正弦
波発振器９の出力を受けて被変調波を送出する。

応答器ではこれを検波回路２１で検波し正弦波を得るが
、そのままでは精度良くタイミングは得られないので、
波形整形回路２またとえばいわゆるクリッパー回路で立
上り立下りを急岐にしたあと、クロック信号発生回路２
０で、たとえばコンパレーターなど 。

で前記正弦波の繰返し周波数（またはその２倍）のパル
スを得てクロックとする。

一方応答用の電波は受信入力をそのまま無給電中継して
送信空中線より再ふく射するが、途中、変調器１９によ
って前記ＦＳＸされた変調波と混合される。

すなわ 。ち二次変調が加えられる。

しかし、質問器から送出された時すでに変調を受けてお
りたとえば振幅変調の場合、応答器でさらに変調されて
複雑な変調となり、時には不要成分を生ずる恐れがある
ので、変調の前に振幅制御回路２３を設ける。

質問 ・器の変調は変調度が大きいほど応答器のタイミ
ング検出が容易であるが、振幅制限するためには、適度
の変調度とする必要がある。

また質問器送信波がＦＭ（ＰＭ）されている場合、振幅
はもともと一定で応答器がＡＭの場合は振幅制限は必要
がないが、応答器がＦＭの場合、周波数偏移については
、質問器、応答器相互に干渉を生じその間の調整をはか
らなければならない。

質問器の送信波がＡＭされており、応答器がＦＭ（ＰＭ
）である場合、振幅制限はより安易に考えてもよい。

応答器を構成する前記各回路は、いずれも通常の無線機
おびデータ伝送装置における公知の技術で達成されるの
で、個々の説明は省略する。

応答器の出す電波は、質問器送信波と同一の中心周波数
を有して、受信空中線３から入って、応答器による変調
成分は公知のホモダイン受信方式、または、応答器内各
部の変調による側帯波を分離検波するスーパーへテロダ
イン方式などで検波できる。

図は、これら受信検波機能を有するものをすべて受信検
波部４としてあられしである。

検波出力は、ＦＳＫ復調器５で２値状態が検出され通常
のデータ伝送の手法で同期検出誤り制御をも含め、復号
器６により、応答器が保有する２値の記憶情報が読み取
られる。

復号過程に必要なりロックは、正弦波発振器９の出力を
受けて、クロック回路１０で生成される。

正弦波からタイミングを得る方法は、いわゆる零交差法
等があり、前に述べた応答器内でのタイミング検出と同
様で、方法は公知であるので、図では一般的にクロック
回路とあられす。

質問器、応答器におけるそれぞれノ符号伝送系のクロッ
クは相互にきわめて探し相関を有し、確実なビット周期
をとることができる。

伝送速度が犬であっても正弦波で変調するので質問器送
信波の占有周波数帯域幅は、十分狭くすることができ理
想的正弦波によるＡＭの場合は、その発振周波数の２倍
の幅であることは周知である。

発振波形が歪んでいる時は高調波を発生し帯域が広くな
るが基本波に対する減衰の度合から受信系への妨害が計
算できる。

完全な正弦波でなくとも、たとえば短形波、三角波から
パルス波に至るまで、高調波含有度の異なる正弦波と見
なすことができ、これらの変形は特許請求の範囲に含ま
れることはもちろんである。

本発明においては、質問器を地上に応答器を移動体上に
装置するものとしてしるが、装置場所を逆にしても全く
同一原理構造で機能を保てることは、容易に類推できる
ので、本特許請求の範囲内に含むことにもちろんである
。

また空中線は、質問器、応答器とも送受別にして例示し
たが、送受共同使用も既知の技術で可能であり、さらに
送受冬空中線は各１個でなく、複数として器内の各回路
別に電波を受けても同じ機能であって、本発明と同一の
ものと見なされる。

この発明によれば無線源の移動体用情報伝送装置は、貨
車、自動車等の個有番号を地上から自動的に識別できる
高性能の装置となり、しかもディジタル技術を利用して
いるので量産すれば安価となり、利用範囲が広い。

また、本発明は、高速で直前を移動する移動体に電波を
照射し、反射波の中の変調状態を検出するという微妙な
無線データ伝送システムにおいて、受信の安定度を増大
しつつ、高速符号伝送のビット同期を確実にする。

さらに、この発明ではビット同期信号省略による符号列
短縮の効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図は従来の無電源式の情報伝送装置の一例
を示すブロック図、第３図はこの発明の一実施例を示す
ブロック図である。 図中、１０１は質問器、１０２は応答器、１は送信部、
４は受信部、５はＦＳＫ復調部、６は復号器、７はタイ
ミング信号発生回路、９は正弦波発振器、１０はクロッ
ク回路、１２は整流回路、ン １３は符号送出回路、１
４は記憶装置、１７はクロック発振器、１９は変調器、
２０はタイミング検出回路又はクロック信号発生回路、
２１は検波回路、２２は波形整形回路、２３は振幅制限
回路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を； 示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空中線に誘起された高周波電流を直流に変換する整
   流回路と、２値の符号で情報を蓄積する記憶装置と、こ
   の記憶装置の内容を読出して２准将号列として送出する
   符号送出回路と、上記空中線への入力から、変調信号を
   検波する検波回路と、検波した信号の波形整形回路と、
   定周期のタイミング信号を発生するクロック信号発生回
   路と、上記受信電波を振幅制限器を通過させた受信電波
   を前記２准将号列で変調する変調機能とにより応答器を
   構成すると共に、この応答器に対し一定周波数の正弦波
   で変調された電波を送信する送信機能と、送信電波と同
   一搬送周波数で前記応答器から返送される電波を受信し
   て２進符号を読出す受信検出機能と、前記正弦波と同一
   周波数のクロック信号を発生するクロック回路とにより
   質問器を構成してなる情報伝送装置。