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專利名稱：數(shù)據(jù)信號的傳輸方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明及在靜止裝置與車輛裝置之間傳輸數(shù)據(jù)信號的一種方法，該方法中的數(shù)據(jù)信號是以調(diào)幅的形式發(fā)送的。
本發(fā)明還涉及用以接收所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的一種車輛裝置。
1991年發(fā)行的駕駛會議研究報告集第一卷“公路運輸中先進的遙測技術(shù)”(Advanced Telematics in Road Transport)提出了在PAMELA工程中用主動和半被動發(fā)信應(yīng)答器在路邊的標燈與車輛之間進行微波范圍的數(shù)據(jù)交換。在此情況下，數(shù)據(jù)是借助于調(diào)幅信號在所謂下行線路中從標燈系統(tǒng)傳送到車輛系統(tǒng)的收發(fā)信部分的。數(shù)據(jù)從車輛至標燈的傳輸是按發(fā)信應(yīng)答器原理以上行線路方式進行的。在此情況下，標燈發(fā)送未調(diào)制的載波信號，由車輛系統(tǒng)接收該信號。該收到的信號用待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)制，再次為標燈系統(tǒng)所接收。
信號在標燈與車輛之間傳輸?shù)倪^程中，信號波不僅沿直接路徑傳播，而且還通過例如車行道、發(fā)動機外殼或其它車輛的反射傳播。在收信位置，各信號波疊加起來，從而作為各信號波的相位關(guān)系的函數(shù)，得出的總場強比起直接信號波結(jié)果的場強是放大或減小了。這種效應(yīng)叫做“因干擾引起的衰減”或“衰減”。因此在多路傳播的情況下，所收到的場強在很大程度上取決于收信位置和頻率。場強的這種波動對傳輸?shù)目煽啃跃哂懈蓴_作用。
本發(fā)明是出于解決在不可避免的多路傳播的情況下使收信過程盡可能可靠的問題而提出的。
從這個提出的問題出發(fā)，本發(fā)明在本說明書開端所述的那種方法，其特征在于，數(shù)據(jù)信號是用圓極化波傳輸?shù)模囕v裝置中采用供區(qū)分所收到信號波的極化情況的收信裝置，且收信裝置的信號是分開解調(diào)然后加起來的。
本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)提出的，即圓極化波在反射之后具有不同的混合極化條件，且一個個單獨收到的極化條件不同的極化波分量在很大的范圍內(nèi)彼此互相補充從而防止所形成的總信號有很大的損耗。這特別是在數(shù)據(jù)在標燈與駛過標燈的機動車輛之間傳輸所需要的間距范圍內(nèi)更是如此。
圓極化電磁波，為導(dǎo)電性能良好的表面所反射，改變場強矢量的旋轉(zhuǎn)方向(交叉極化)。若反射材料的導(dǎo)電性能差或是個絕緣體，則圓極化波經(jīng)反射后成為橢圓極化波。反射波的橢圓率與材料性能介電常數(shù)和導(dǎo)磁性有關(guān)。
按照本發(fā)明，可以采用圓極化波和交叉極化波的收信系統(tǒng)，但也可以采用相互垂直的線性極化波的收信系統(tǒng)。
按照本發(fā)明，若用單天線元件接收極化情況不同的極化波，則特別有好處。
此外，從上述提出的問題出發(fā)，本發(fā)明用來接收從靜止裝置發(fā)射出且用數(shù)據(jù)調(diào)幅過的圓極化波的車輛裝置，其特征在于其收信裝置，該收信裝置用以借助于一些解調(diào)器和求和級區(qū)分所收到信號波的極化情況，這些解調(diào)器與收信裝置相連接，供區(qū)分極化情況之用，求和級則接解調(diào)器的輸出端。
若收信裝置接收不同接收不同極化情況極化波的天線元件是電介質(zhì)條狀線式的，則本發(fā)明的車輛裝置可在極小的空間內(nèi)制成，不同極化情況的接收信號可按在空間中彼此分開的形式從該天線元件提取。
極化波是線性極化波時，不同極化情況的接收信號完全可以在空間中分開提取。為了在空間分開圓極化波和交叉極化波，可以往電介質(zhì)條狀線式的天線元件上接上一個90度混合電路。
下面參看附圖中所示的一些實施例更詳細地說明本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中

圖1示意示出了靜止標燈與車輛之間的數(shù)據(jù)通信;
圖2示出了圓極化用的兩個天線元件連同與其相連接的用以分開交叉極化波和同極化波的90度混合電路;
圖3示出了車輛收信裝置的方框圖;
圖4示出了圓極化波和交叉極化波作為傳輸位置間距的函數(shù)的信號接收電平;
圖5示出了總和信號與同極化信號在信號電平方面的比較圖;
圖6示出了用以接收線性極化波分量的天線元件;
圖7示出了所接收到的水平極化波分量和垂直極化波分量的信號電平;
圖8示出了總和信號與水平極化信號在信號電平方面的比較圖。
圖1示出了本來就周知的標燈1與車輛2之間的通信。
在第一工作情況的下行線路階段，標燈1的收發(fā)信裝置3給車輛系統(tǒng)4(OBU)發(fā)送調(diào)幅信號(ASK)。
車輛2的應(yīng)答信號是根據(jù)半被動發(fā)信應(yīng)答器原理在上行線路階段產(chǎn)生的，這時車輛系統(tǒng)4以調(diào)相或調(diào)頻的形式將收發(fā)信系統(tǒng)3[原文如此]發(fā)送的未經(jīng)調(diào)制的載波信號發(fā)送回去。
對本發(fā)明來說，只有下行線路階段的數(shù)據(jù)傳輸是重要的。
按照本發(fā)明，調(diào)幅信號(ASK)作為圓極化信號由標燈1的收發(fā)信系統(tǒng)3發(fā)送。
圖2示出了兩個天線元件5、5′，這兩個元件都是應(yīng)用電介質(zhì)條狀線技術(shù)設(shè)計出來的，因而可以在車輛系統(tǒng)4極小的空間中制取。圖2a所示的天線元件5斷面是方的，圖2b所示的天線元件5′斷面是圓的。
兩信號經(jīng)兩條線6、7從兩天線元件5、5′提取，線6、7在相角上相差90度，連接到天線元件5、5′。線6、7接90度混合電路8，電路8的兩個輸出端9、10分別有左旋圓極化波的接收信號和右旋圓極化波的接收信號。
圖3示出兩個極化情況不同的極化信號9、10在各情況下傳送到一個解調(diào)器11、12的情況，解調(diào)器11、12可作為簡單的檢測器設(shè)計成二極管的形式，供幅度解調(diào)之用。在各情況下，基帶放大器13、14與檢測器11、12相連接，其輸出信號傳送到求和級15。在求和級15的輸出端，可以通過門電路級16提取數(shù)據(jù)信號，門電路級16以閾值級的方式將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
圖4示出了歸一化了的信號電平，具體地說，實線表示共極波，虛線表示交叉極波。顯然，從大約8米的范圍，強信號有所損失，這會大大損害傳輸?shù)目煽啃浴?br> 對比之下，圖5中的實線表示出現(xiàn)在求和級15輸出端的總和信號9+10，虛線表示同極化波9的一系列強度。可以清楚地看到，一直到正好30米以下的范圍就沒有如此引人注目的損失，這可從同極化波或交叉極化波的強度看出。
圖6示出了天線元件17、17′，它們和天線元件5、5′一樣也設(shè)計成電介質(zhì)條狀線式元件。在兩個在相角上彼此相差90度的輸出端18、19可以分別提取線性極化過的水平和垂直信號分量。在此情況下，可以不用90度混合電路。天線元件5、5′和17、17′以及90度混合電路的制造和工作方式為已知的且可參看例如下列書籍中的介紹1989年版James，Hall編寫的“微波傳輸帶天線手冊“第13.1章;1988年版Bahl，Bhartia寫的“微波固態(tài)電路設(shè)計”(Microwave Solids State Circuit Design)第5.2.1章，和渥汰華1980年版Bahl，Bhartia寫的“微波傳輸帶天線”第2.5.2章。
圖7和8示出了與圖4和5類似的一系列電平。
圖7中，實線表示水平線性極化的信號電平20，虛線21表示垂直線性極化的信號電平。
圖8以對比的形式以實線示出了總和信號的信號電平22，以虛線示出了水平線性極化的信號電平20。
總和信號由對應(yīng)于圖3的電路方案產(chǎn)生，在此情況下，只取消了90度混合電路8。從總和信號的信號電平22曲線可以推斷，只有25米以上的間距才出現(xiàn)第一個大的損失。在距發(fā)信機遠達20米的地方，信號電平較穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.在靜止裝置(3)與車輛裝置(4)之間傳輸數(shù)據(jù)信號的一種方法，該方法是以調(diào)幅形式發(fā)送數(shù)據(jù)信號的，其特征在于，數(shù)據(jù)信號(ASK)由圓極化波傳輸，車輛裝置(4)中采用區(qū)分所收到信號波極化情況用的收信裝置，且收信裝置的信號分開解調(diào)然后相加。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用收信系統(tǒng)(5至8)對同極化波和交叉極化波進行圓極化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用互相垂直的線性極化波的收信系統(tǒng)(17至19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，用單天線元件(5，5′，17，17′)接收不同極化情況的信號波。
5.一種車輛裝置，用以接收從靜止裝置(3)發(fā)送出且用數(shù)據(jù)調(diào)幅過的圓極化波(ASK)，其特征在于收信裝置(5至8;17至19)，該收信裝置用以借助于與其相連接的解調(diào)器(11，12)和求和級15區(qū)分所收到信號波的極化情況，解調(diào)器(11，12)用以區(qū)分極化情況，求和級(15)則與解調(diào)器(11，12)的輸出端相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛裝置，其特征在于，收信裝置(5至8;17至19)有一個電介質(zhì)條狀線天線元件(5，5′，17，17′)用以接收極化情況不同的極化波，從該天線元件可以空間上分開的形式提取不同極化情況的接收信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛裝置，其特征在于，電介質(zhì)條狀線天線元件(5，5′，17，17′)連接有一個90度混合電路(8)。
全文摘要
在靜止裝置(3)與車輛裝置(4)之間傳輸數(shù)據(jù)信號的一種方法，其中數(shù)據(jù)信號是以調(diào)幅形式傳輸?shù)摹Ｔ摲椒ㄓ脠A極化波傳輸數(shù)據(jù)信號(ASK)，車輛裝置(4)中采用用以區(qū)分所收到極化波極化情況的收信裝置，而且分開解調(diào)收信裝置的信號然后加起來，從而減小了因多路傳播引起的損失。
文檔編號G01S13/75GK1109230SQ9411602
公開日1995年9月27日 申請日期1994年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月24日
發(fā)明者U·克斯肯, W·格拉寶 申請人:羅伯特-博希股份公司