專利名稱：能區(qū)分機動車車道的自動車輛識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及發(fā)送-應(yīng)答器的布局，在這種布局中，一個詢問器或讀出器單元與一遠程終端或發(fā)送-應(yīng)答器進行通信。尤其是在多個詢問器將定向天線對準(zhǔn)所選定區(qū)域的情況下，這些選定區(qū)域之一中的各發(fā)送-應(yīng)答器能通過將從這些詢問器之一所接收到的發(fā)送幅值與從另一詢問器所接收到的發(fā)送幅值進行比較來測定指定給它的詢問器。
本發(fā)明將結(jié)合能區(qū)分機動車車道的自動車輛識別(AVI)系統(tǒng)的文章中進行描述但這并不作為限定本發(fā)明的范圍。在為識別車輛而使用RF數(shù)據(jù)鏈路的自動收費亭系統(tǒng)中，確定某個車輛在兩相鄰車道中的哪一個上運行也許是必要的。例如，有時為了開賬單目的必須在車道之間識別某些車道與其它車道相比何時被指定為高占率用車道和收不同的通行費。
解決區(qū)別機動車車道的先前努力在于在公路中埋入傳感器，這種傳感器檢測車輛的存在，應(yīng)用在空間范圍內(nèi)有很強局限性的低頻RF信號與車輛通信，并提供車道識別。這種系統(tǒng)有要求將公路破開以便安裝詢問器天線的缺點。
這里揭示一種用于識別目標(biāo)和測定目標(biāo)位置的方法。該方法包括步驟為將第一定向天線對準(zhǔn)第一區(qū)域;將一第二定向天線對準(zhǔn)第二區(qū)域;從第一定向天線發(fā)射第一場強脈沖;從第二定向天線發(fā)送第二場強脈沖;且在一發(fā)送-應(yīng)答器中將第一場強脈沖與第二場強脈沖進行比較以確定該發(fā)送-應(yīng)答器位于這兩個區(qū)域中的哪個區(qū)域中。
在本發(fā)明的較佳實施例中，該方法涉及能區(qū)別機動車車道的自動車輛識別(AVI)系統(tǒng)。在應(yīng)用識別車輛的RF數(shù)據(jù)鏈路的自動收費亭系統(tǒng)中，有必要測定某車輛正在兩相鄰車道中的哪一車道上運行。可接收來自詢問器或讀出器的發(fā)射機的詢問信號的并通過后向散射調(diào)制連續(xù)輸入波來回答該詢問單元的終端或發(fā)送-應(yīng)答器設(shè)置在該車輛中。然后，該詢問器的接收機對該后向散射已調(diào)信號進行譯碼并將包含在該信號中的信息轉(zhuǎn)播給一控制電路，該電路可將該信息存入一存儲器中。連續(xù)波信號的后向散射調(diào)制的原理類似于根據(jù)反射光發(fā)送佩帶者數(shù)據(jù)的LCD手表的原理。該較佳實施例允許每個發(fā)送一應(yīng)答器通過比較每個車道的詢問信號的場強來確定它的車道位置。通過比較場強，能提供車道分界的有效識別。然后，每個發(fā)送-應(yīng)答器能由一個與每個車道關(guān)聯(lián)的詢問器對其進行輪詢。這里將進一步描述比較有關(guān)的詢問信號場強的方法的細節(jié)。
附圖中

圖1為自動車輛識別系統(tǒng)的較佳實施例的電路框圖。
圖2為自動車輛識別系統(tǒng)較佳實施例的典型安裝的側(cè)視圖;
圖3是兩相鄰車道應(yīng)用較佳實施例的自動車輛識別系統(tǒng)的頂視圖，并給出叫醒猝發(fā)脈沖和下行鏈路信息的定時序列的概況;
圖4為表明詢問器和發(fā)送-應(yīng)答器電路框圖的自動車輛識別系統(tǒng)較佳實施例的電路框圖;
圖5為較佳實施例的詢問器的更詳細的電路框圖;
圖6為詢問器天線場強三維分布式樣的概況;
圖7為較佳實施例的詢問器天線的某一平面上的電場分布式樣圖。
除非另有標(biāo)示，不同附圖中的相同數(shù)字和符號表示相同部分。
圖1顯示了較佳實施例AVI系統(tǒng)10的方框圖。該系統(tǒng)包括一詢問器12、一發(fā)送-應(yīng)答器14，且最好包括一個收費區(qū)(Plaza)計算機16。對每條車道最好提供一個詢問器12，該車道中將保持一個RF數(shù)據(jù)鏈路。除了內(nèi)部電參數(shù)可以或不可以相同之外，所有詢問器12是相同的。這些內(nèi)部電參數(shù)包括詢問器的車道位置、控制參數(shù)，和基準(zhǔn)頻率。該申請中詢問器12的任務(wù)是觸發(fā)或激活一個發(fā)送-應(yīng)答器14;輪流查詢該發(fā)送-應(yīng)答器的特定信息，和向該發(fā)送-應(yīng)答器確認(rèn)已發(fā)生了有效數(shù)據(jù)的交換。如圖2所示，該詢問器12有一個最好為開縫波導(dǎo)架空天線18的天線18，且該天線18安裝在公路上面約30呎處。該天線18最好具有圓極化，但由于存在其他多種優(yōu)點也促使我們作出包括線極化和橢圓極化的另外選擇。詢問器的電路20用合適的電纜如RF同軸電纜22連到天線18。詢問器12通過對發(fā)送-應(yīng)答器14發(fā)送通/斷鍵控調(diào)制信號以無線方式與其通信。然后詢問器12將連續(xù)波RF信號發(fā)送給發(fā)送-應(yīng)答器14，該發(fā)送-應(yīng)答器14可用如在Koelle等人申請的美國專利No.4，739，328中描述的反向散射調(diào)制連續(xù)波信號來回答詢問器12。這里將會進一步描述詢問器12和發(fā)送-應(yīng)答器14之間通信的細節(jié)。詢問器12和收費(Plaza)計算機16之間的連接24，如圖1所示，可以用RS232或RS422連接，或用計算機互連技術(shù)中的眾所周知方式連接。
圖1的詢問器12安裝成兩個模塊電路模塊20和天線18。如圖5所示，電路模塊20包含發(fā)射機52和接收機54和控制電路56。模塊20可設(shè)計在受控環(huán)境中工作，并使用適當(dāng)?shù)募訜岷蛷娖瓤諝饫鋮s使之不違反可能遇到的溫度極限。天線模塊18通常由天線和可能需要的任何適當(dāng)?shù)目刂齐娐方M成。天線18和電路模塊20之間的互連由低損耗的RF互連22組成，該互連22通常為一根同軸電纜和一根能供給電源和控制信號信息的多導(dǎo)體電纜。天線18最好是防氣候影響的，但它不是溫控型的。
圖2顯示了常用的AVI系統(tǒng)10安裝的側(cè)視圖。該圖中，一車輛26運行在機動車道上并趨近詢問器12。一發(fā)送-應(yīng)答器14位于車輛26上面或里面。該發(fā)送-應(yīng)答器14最好安裝于車輛的前窗。在某些應(yīng)用中如在超大型的車輛中，也可適當(dāng)考慮安裝在其他地方。如該圖中所示，載有發(fā)送-應(yīng)答器14的車輛26趨近于收費區(qū)的詢問器12。本文將會討論發(fā)送-應(yīng)答器14和詢問器12之間的通訊情況的細節(jié)。該系統(tǒng)的組成也要更詳細地加以討論。
圖3是一個包含兩車道的AVI系統(tǒng)10的頂視圖。為了說明問題僅用兩條車道來表示，對本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說該系統(tǒng)能用于多車道是顯而易見的。圖4提供了AVI系統(tǒng)10的主要組成的框圖。參看圖4并結(jié)合圖2和圖3，我們首先來描述較佳實施例的發(fā)送-應(yīng)答器14。AVI系統(tǒng)10能區(qū)分機動車道并有定向天線，每個天線18對準(zhǔn)對應(yīng)的機動車道28a、28b。一輛車26或幾輛車可運行在每條車道上，每個車輛載有一遠程發(fā)送-應(yīng)答器14。每個發(fā)送-應(yīng)答器14最好包括一天線30，一場強檢測器32，一場強比較器34，一場強解調(diào)器36，一發(fā)送-應(yīng)答器控制電路38，一反向散射調(diào)制器40，和一受調(diào)反射器41。
進一步參看圖3和圖4，發(fā)送-應(yīng)答器天線30接收來自詢問器12的RF發(fā)送信號，場強檢測器32將由發(fā)送-應(yīng)答器天線30提供的信號在其超過一閾值情況下，轉(zhuǎn)變?yōu)榧せ畎l(fā)送-應(yīng)答器14的電壓。按照一實施例，用于激活的閾值為500mv/m2±0.8dB，然而，可以預(yù)料在保持更寬的激活閾值情況下也能完成系統(tǒng)設(shè)計。激活最好在接收到這一信號之后迅速發(fā)生以便使可用于通信的時間最長。然后場強比較器34將從第一定向天線18所接收到的第一場強脈沖44與從第二定向天線18接收到的第二場強脈沖46進行比較。然后將這種場強比較的結(jié)果轉(zhuǎn)送給控制電路38，因此發(fā)送-應(yīng)答器14僅僅對來自一適當(dāng)?shù)脑儐柶?2(即，與發(fā)送-應(yīng)答器14正在運行其中的車道相關(guān)連的詢問器)的信息作出回答。然后場強解調(diào)器36對來自適當(dāng)?shù)脑儐柶?2的下行鏈路信息進行解調(diào)(在該較佳實施例中是解調(diào)的振幅)?？刂齐娐?8接收已解調(diào)的下行鏈路信息，然后采取適當(dāng)?shù)男袆踊驅(qū)⑿畔⒋嫒氪尜A器48。隨控制電路38的方向，反向散射調(diào)制器40接著工作以便反向散射調(diào)制由詢問器12發(fā)出的一連續(xù)波信號，經(jīng)過受調(diào)反射器產(chǎn)生一上行鏈路信息。存貯器48最好這樣設(shè)定，即控制電路38能對其進行存取以便將數(shù)據(jù)提供給反向散射調(diào)制器40用于發(fā)送。在所描述的實施例中，存貯器48是一種非易失性讀/寫存儲器，它具有至少2K字節(jié)的容量，然而，可以預(yù)料易失性存儲器和只讀存儲器(ROM)也能應(yīng)用，且少于2K容量的存儲器也能在AVI系統(tǒng)10中或其它系統(tǒng)中運行。
發(fā)送-應(yīng)答器控制電路38一般是專用集成電路(ASIC)，該電路處理從發(fā)射機接收到的下行鏈路信息并將必須回答的數(shù)據(jù)格式化。然后它向發(fā)送-應(yīng)答器調(diào)制器40提供固定格式化的回答數(shù)據(jù)流。這種ASIC或控制電路38可以是使用固定格式的簡單的數(shù)字系統(tǒng)，可以是能夠把一些選擇項綜合在一起的更通用的數(shù)字處理系統(tǒng)。對于ASIC來說，可以包括許多選擇項以完成如、數(shù)據(jù)存貯，數(shù)據(jù)交換履歷，和電池容量警告等操作，當(dāng)然也不僅限于這些。圖中所述的發(fā)送-應(yīng)答器調(diào)制器40接受來自控制電路38的數(shù)據(jù)流并按控制方式調(diào)制受調(diào)反射器41的反射率或雷達橫截面(RCS)。通過最好在四分之一和二分之一載波波長之間改變其視在波長來調(diào)制受調(diào)反射器41。當(dāng)受調(diào)反射器41的視在波長為1/2λ時，那么天線30應(yīng)該反射入射載頻能量的大部分。當(dāng)受調(diào)反射器41有一個1/4λ視在波長時，它將幾乎不反射入射載頻。正如本領(lǐng)域中眾所周知，通過連接或分離兩個1/4λ的導(dǎo)體棒就能構(gòu)成在1/2λ和1/4λ之間的天線開關(guān)。對于所描述的實施例，RCS的變化最好在45cm2和100cm2之間。通過按照特定格式改變RCS，數(shù)據(jù)從發(fā)送-應(yīng)答器14發(fā)送給詢問器12。受調(diào)反射器41也接收RF信號并將這些RF信號發(fā)送給激勵器和接收機。發(fā)送-應(yīng)答器電路部件通常自身包含在一個完全可攜帶的小的付賬卡大小的部件上。最好使用一個內(nèi)部電池將工作電源提供給發(fā)送-應(yīng)答器14。另一種方法是發(fā)送-應(yīng)答器14可直接從RF信號獲得它的工作電源。雖然受調(diào)反射體作為與發(fā)送-應(yīng)答器天線30分開的構(gòu)件進行描述，但是兩構(gòu)件可被集裝進一個單一的綜合天線31中。
上面已對發(fā)送-應(yīng)答器14的組成進行了描述，現(xiàn)在將進一步參照圖4并結(jié)合圖3來描述詢問器12的較佳實施例。詢問器12位于收費區(qū)。該系統(tǒng)包括一個共用的基準(zhǔn)振蕩器50，它在其輸出端51產(chǎn)生一個基準(zhǔn)載波，用于詢問器12的同步。每個詢問器12有一個定向天線18和一個發(fā)射叫醒猝發(fā)脈沖42的發(fā)射機52，該猝發(fā)脈沖42在預(yù)選的距離上具有足夠的場強來觸發(fā)與詢問器12關(guān)聯(lián)的機動車車道28a、28b中的裝在車輛26中的發(fā)送-應(yīng)答器14。然后詢問器12發(fā)送一下行鏈路信息給遠程發(fā)送-應(yīng)答器14，該下行鏈路信息最好用開-關(guān)鍵控進行發(fā)送。在發(fā)完的下行鏈路信息后，發(fā)射機52再發(fā)送一個照射到發(fā)送-應(yīng)答器14上的連續(xù)波信號，所以發(fā)送-應(yīng)答器14可以反向散射調(diào)制該連續(xù)波照射信號來產(chǎn)生上行鏈路信息。詢問器12還包含用于接收上述鏈路信息并將該上行鏈路信息與寄生的無調(diào)制反射信號分離的接收機54。詢問器發(fā)射機52和接收機54按照控制電路56的控制運行?？刂齐娐?6控制發(fā)射機52發(fā)送叫醒猝發(fā)脈沖42，隨后發(fā)送下行鏈路信息。
為了區(qū)分特定的車道，第一詢問器12a發(fā)送具有第一場強間歇45的第一下行鏈路信息，在該間歇45其間不發(fā)送RF能量，而相鄰車道中的第二詢問器12b從那時發(fā)送一個具有第二場強間歇47的第二下行鏈路信息。在每個間歇45、47期間，另一相對的詢問器12發(fā)送一個脈沖44、46。用這種方式在與每個詢問器12a、12b關(guān)聯(lián)的車道28a、28b之中一條車道上隨車輛26一起運行的發(fā)送-應(yīng)答器14，通過比較在第一和第二場強間歇45、47期間所接收到的脈沖44、46的幅值，能確定該車輛運行在兩車道28a、28b的哪個車道中。該控制電路56仍進一步控制發(fā)射機52在跟隨下行鏈路信息之后發(fā)送連續(xù)波照射信號并同時控制接收機54接收上行鏈路信息。
上面已較詳細地描述了發(fā)送-應(yīng)答器14的的主要構(gòu)成部分，現(xiàn)在將參照圖5更詳細地說明詢問器12的電路組件20。電路20包含一可發(fā)送信號給天線18的發(fā)射機52。通常發(fā)射機52經(jīng)主機連接24接收來自收費區(qū)計算機16的信號。在發(fā)送-應(yīng)答器回答期間，發(fā)射機52用恒定的RF信號照射發(fā)送-應(yīng)答器14，然后發(fā)送-應(yīng)答器14用回答數(shù)據(jù)反向散射調(diào)制該恒定的RF信號。接收機54檢測由發(fā)送-應(yīng)答器14反向散射調(diào)制的反射能量，并且將已調(diào)信號與無調(diào)制的反射分離開。這里顯示的與發(fā)射機52和接收機54電氣連通的天線18是一種具有精確形狀圖形的定向天線18，它用于在收費區(qū)和車輛26之間交換數(shù)據(jù)期間照射每個車道部分。在所描述的實施例中，一單個天線18用于下行鏈路信息和上行鏈路信息兩者。天線18通常架空安裝且其所設(shè)地點確保詢問器12和無論位置怎樣變化的發(fā)送-應(yīng)答器14之間具有不變的鏈路。圖中也顯示了用于與收費區(qū)計算機16通信的控制電路或主計算機接口56，計算機16控制一單獨收費區(qū)中的所有詢問器12。在詢問器12和收費區(qū)計算機16之間的計算機接口56經(jīng)主機連接24接受來自收費區(qū)計算機16的信息并將這種數(shù)據(jù)格式化通過發(fā)射機52發(fā)送給車輛26。計算機接口56利用接收機54也對來自發(fā)送-應(yīng)答器14的回答數(shù)據(jù)進行譯碼并將這種回答數(shù)據(jù)供給收費區(qū)計算機16。通常，除了天線18外，詢問器的部件放置在一個防止天氣影響、具有溫控的環(huán)境中。天線18防止天氣影響并設(shè)計得能工作在其環(huán)境中預(yù)期的溫度限度之上。
對于多車道最好每個車道設(shè)一個詢問器12。對收費區(qū)的所有詢問器在頻率、功率輸出和天線方向圖等方面進行配合調(diào)整以防止復(fù)蓋區(qū)域的重疊和相鄰車道之間的干擾。在每個或相鄰詢問器12中通常使用不同的載頻，然而，一個共用的載頻可用于所有詢問器12中。
如圖5所示，發(fā)射機52部分的調(diào)制器58接收來自控制電路56的數(shù)據(jù)并提供一已調(diào)輸出用于天線18發(fā)送信息給發(fā)送-應(yīng)答器14。圖5中還顯示了一個時鐘倍頻器60，它用來將從基準(zhǔn)振蕩器50的輸出端51所接收到的基準(zhǔn)載波變換到一個高度穩(wěn)定的一般為915MHz的信通頻率。為了防止基準(zhǔn)載波上的有害負載作用，設(shè)置了緩沖器62。位于所需載頻外面的寄生信號可由帶通濾波器濾掉。
在所描述的實施例中，一功率放大器64用來將已調(diào)載波放大到約200mW，然而可看到，根據(jù)特定應(yīng)用的需要，能使用放大器64的相當(dāng)寬范圍的功率輸出，放大器64的輸出可用本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員周知的電路來加以保護，使輸出和天線18之間的不確定的駐波比(SWR)不會產(chǎn)生危害。放大器64最好位于詢問器12的溫度控制環(huán)境中。然而，作為另一種方式，為了使發(fā)射機52和天線18之間的發(fā)射損失減至最小，放大器64可位于天線18里面。
詢問器12的接收機54檢測來自發(fā)送-應(yīng)答器14的反向散射已調(diào)返回信號。該返回信號的幅值和相位將完全取決于從若干個信號源產(chǎn)生的反射量。不希望有的返回信號源包括如下同一車道中各車輛26作為詢問器12產(chǎn)生波束占有或無波束占有的未調(diào)制的返回;相鄰車道28a、28b中的車輛26產(chǎn)生的未調(diào)制和反向散射調(diào)制的返回;未知成份的固定障礙物產(chǎn)生的未調(diào)制返回;和在照射發(fā)送-應(yīng)答器14期間從發(fā)射機52至接收機54的泄漏。這種返回用帶通濾波器66i、66q和限制器68i、68q進行適當(dāng)?shù)臑V波和限制對其進行處理。
各信號可使用零拍I/Q方式從已調(diào)返回信號中提取。為了這種應(yīng)用，從激勵發(fā)射機52的同一倍頻器60提供一本地振蕩器信號70(L.O.)。該信號分成有相差90°的兩路輸出。通過使用緩沖器72和一個90°移相器74。通過將I/Q時鐘加給用所接收的信號的半功率部分與這些信號相混頻的兩混頻器76i、76q來產(chǎn)生“I”和“Q”信號。在其它信號之中，接收機54將接收915MHz的載波泄漏信號和915MHz的目標(biāo)反射。因為這些所接收到的信號的入射相位不知道，所以I/Q方法必須被用來將所需的、相干的信號從許多具有未知相位和幅值的反射和泄漏信號中分離出來。反相散射已調(diào)返回信號中的信息包含在同步的AM邊帶上，因此，本地振蕩器70的頻率必須與原有的反向散射載波相位同步。由于這些信號的相位是未知的，所以要對入射相位的所有組合提供I/Q解調(diào)。從混頻器76i、76q出發(fā)，“I”和“Q”信號在進入I/Q數(shù)字FSK解調(diào)器80重建之前要通過緩沖器78i、78q、帶通濾波器66i、66q、和限制器68i、68q。從有噪聲的環(huán)境中提取一基帶相干信號的I/Q方法是該技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的，作為舉例，它描述在由Ferrel Stremler所著第二版“通信系統(tǒng)導(dǎo)論”一書中第254-267頁上。來自天線18的入射信號首先經(jīng)環(huán)形器82加給混頻器76i、76q，該環(huán)形器82對來自發(fā)射機52的輻射信號和傳遞給接收機54的接收信號而言使得至天線18的連接完全呈雙工工作狀態(tài)。然后該信號最好通過一帶通濾器84并使用一個3dB的耦合器86在I/Q混頻器之間被分開。然后來自這些混頻器的信號在進入I/Q數(shù)字FSK解碼器80重建之前一般通過一緩沖器、一帶通濾波器、和一限制器。所需要的基帶信號最好是一種頻移鍵控(FSK)信號，該信號，例如使用一600KHz信號作為空號(或“O”)，而用一1200KHz信號作為傳號(或“1”)，并具有300KHz的比特率。包含在發(fā)送-應(yīng)答器14的信息現(xiàn)在已疊加到來自發(fā)射機52的照射信號上，并由詢問器12的接收機54檢測，并被送到包含譯碼和解調(diào)電路80的控制電路56。
最后是每條車道設(shè)一個詢問器12，在每條車道中將保持一個數(shù)據(jù)鏈路。除了像車道位置那樣的位置可編程的內(nèi)部電參數(shù)或其它控制參數(shù)外，所有詢問器12都是相同的并用一個公共基準(zhǔn)振蕩器50對它們進行協(xié)調(diào)配置。
圖6a和圖6b顯示了較佳實施例的天線18的天線幾何圖形。如前面所述，這種天線18最好是一種定向的開縫波導(dǎo)天線18。如圖6所示，天線18最好有一個陡峭形狀因子以便當(dāng)天線圖接近鄰接車道時迅速衰耗。天線18如圖6a中所示在垂直平面中一般具有50度的波束寬度(3dB)，而在水平面中如圖6b所示一般具有20度的波束寬度(3dB)。水平波束寬度被設(shè)置得剛好與公路寬度一致。在所描述的實施例中，開縫波導(dǎo)天線18約12英尺寬，如先前所述具有圓極化。然而可用線極化。另外，橢圓或線極化在某些環(huán)境中也可有某些優(yōu)點。
圖7顯示了所描述實施例天線的單側(cè)天線場強圖。該實施例的天線18使用一特別加權(quán)的開口，該開口形成的場強以更陡的速率滾降。這使得車道邊界限定得更清晰。
下面的專用表格包含本專利申請中使用的術(shù)語，包括某些可替換和較佳的術(shù)語。其它未列入該專用表格中的術(shù)語也可應(yīng)用。
表格
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上面已詳細描述了幾個較佳實施例。可以理解本發(fā)明的范圍也包括與已描述的那些不同的，然而在權(quán)利要求書范圍內(nèi)的實施例。
例如，顯示裝置可為陰極射線管或其它光柵掃描器件、液晶顯示、或等離子顯示器。
某些文章中的“微機”是指微機要求有一個存儲貯器而“微處理器”則不要求。這里的“用途(usage)”在于這些術(shù)語也可為同義和涉及等效事物。短語“處理電路”或“控制電路”包含ASICs(專用集成電路)、PAL(可編程陣列邏輯、PLAs(可編程邏輯陣列)、譯碼器、存儲器、非軟件建立的處理器，或其它電路，或包含任何結(jié)構(gòu)的微處理器和微計算機的數(shù)字計算機，或它們的組合。存儲器器件包括SRAM(靜態(tài)隨機存取存儲器)、DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)、偽靜態(tài)RAM、鎖存器、EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)、EPROM(可擦可編程只讀存貯器)、寄存器、或本領(lǐng)域中熟知的任何其它存儲器器件。包括這詞在考慮本發(fā)明范圍時解釋為非窮舉性的。
頻移鍵控(FSK)調(diào)制理解為一種可能的數(shù)據(jù)調(diào)制方案，及脈沖-間歇調(diào)制、幅移鍵控(ASK)、正交AM(QAM)調(diào)制、正交移相鍵控(QPSK)，或任何其它的調(diào)制。不同類型的多路復(fù)用如時間或頻率調(diào)制可有效避免交叉干擾。調(diào)制可以用反向-散射調(diào)制、載波的有源調(diào)制，或其它方法的調(diào)制。分立元件或在硅、砷化鎵、或其它電子材料族中的全集成電路，以及以光學(xué)建立或其它技術(shù)建立的形式和實施例可用來實現(xiàn)這里描述的電路。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各實施例能使用或用硬件、軟件或微編碼固件來實現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)為儀器可用分立件或在硅、砷化鎵、或其它電子材料族上的全集成電路、以及用光學(xué)建立或其它技術(shù)建立的形式和實施例來構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各實施例能使用硬件、軟件或微編碼固件或用它們來實現(xiàn)。
雖然參照圖示實施例對本發(fā)明進行了描述，但這種說明不能作為其實質(zhì)含義的限定。對圖示實施例及本發(fā)明的其它實施例做種種修改和組合對本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言，在參考這種描述后是顯而易見的。因此，用所附權(quán)利要求書來包括任何這類修改或?qū)嵤├?br> 權(quán)利要求
1.一種能區(qū)分機動車車道的自動車輛識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含a)對準(zhǔn)第一機動車車道的第一定向天線；b)與所述第一定向天線電氣連通的第一詢問器單元，所述詢問器單元能發(fā)送第一下行鏈路信息給所述第一定向天線，并從該天線接收第一上行鏈路信息；c)對準(zhǔn)第二機動車車道的第二定向天線；d)與所述第二定向天線電氣連通的第二詢問器單元，所述詢問器單元能發(fā)送第二下行鏈路信息給所述第二定向天線，并從該天線接收第二上行鏈路信息；e)一安裝在所述機動車車道之一中的車輛上的遠程發(fā)送-應(yīng)答器，述發(fā)送-應(yīng)答器具有能接收RF發(fā)送信號的一發(fā)送-應(yīng)答器天線并具有一場強比較器，該比較器能接收來自所述發(fā)送-應(yīng)答器天線的信號并將從所述第一定向天線接收到的第一場強脈沖與從所述第二定向天線接收到的第二場強脈沖進行比較。
2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，它可進一步包含一收費區(qū)，且所述第一和第二詢問器單元和所述第一和第二定向天線設(shè)于其中，所述收費區(qū)進一步包含一產(chǎn)生基準(zhǔn)載波的基準(zhǔn)振蕩器，所述基準(zhǔn)載波被所述第一和第二詢問器單元所接收，這樣，協(xié)調(diào)了所述第一和第二詢問器單元間的頻率關(guān)系。
3.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，其中所述發(fā)送-應(yīng)答器進一步包含一場強檢測器，該檢測器將由所述定向天線之一所提供的信號變換為電壓，并當(dāng)其超過一閾值時激活所述發(fā)送-應(yīng)答器。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述發(fā)送-應(yīng)答器進一步包含一場強解調(diào)器，該解調(diào)器對所述下行鏈路信息之一進行解調(diào)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述發(fā)送-應(yīng)答器進一步包含一控制電路、一受調(diào)反射器和一反向散射調(diào)制器，它們之間互相電氣連接，所述控制電路能控制所述調(diào)制器和所述反射器從而將信息反向散射調(diào)制到所述連續(xù)波照射信號上，因此產(chǎn)生一上行鏈路信息。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一詢問器單元進一步包含一電氣上介于所述第一定向天線和所述第一控制電路之間的第一接收機，所述接收機能接收所述上行鏈路信息并將其送給所述第一控制電路。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述受調(diào)反射器和所述發(fā)送-應(yīng)答器天線是一種綜合的發(fā)送-應(yīng)答器天線。
8.一種能區(qū)分機動車車道的自動車輛識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含a)對準(zhǔn)第一機動車車道的第一定向天線;b)對準(zhǔn)第二機動車車道的第二定向天線;c)設(shè)在所述第一車道中的第一車輛上的第一遠程發(fā)送-應(yīng)答器，所述發(fā)送-應(yīng)答器包含一能接收RF發(fā)送信號的第一發(fā)送-應(yīng)答器天線;一第一場強檢測器，它將由所述第一發(fā)送-應(yīng)答器天線所提供的信號轉(zhuǎn)換為一電壓，當(dāng)其超過一閾值時激活所述第一發(fā)送-應(yīng)答器;一第一場強比較器，它將由所述第一發(fā)送-應(yīng)答器天線接收到的來自所述第一定向天線的第一場強脈沖與由所述第一發(fā)送-應(yīng)答器天線接收到的來自所述第二定向天線的第二場強脈沖進行比較;一第一場強解調(diào)器，它能從所述第一發(fā)送-應(yīng)答器天線提供的信號中解調(diào)一幅度調(diào)制的第一下行鏈路信息;一第一發(fā)送-應(yīng)答器控制電路，它接收來自所述第一場強解調(diào)器的所述第一解調(diào)下行鏈路信息和來自所述第一場強比較器的信號，以表明第一車輛正在第一車道中還是在第二車道中運行;和一第一反向散射調(diào)制器，它在所述第一發(fā)送一應(yīng)答器控制電路接收到所述第一下行鏈路信息后，對加給所述第一發(fā)送-應(yīng)答器的第一連續(xù)波信號進行反向散射調(diào)制以產(chǎn)生第一上行鏈路信息，所述第一反向散射調(diào)制器在所述第一發(fā)送-應(yīng)答器控制電路的控制下工作;d)設(shè)在所述第二車道中的第二車輛上的第二遠程發(fā)送-應(yīng)答器，所述發(fā)送-應(yīng)答器包含一能接收RF發(fā)送信號的第二發(fā)送-應(yīng)答器天線;一第二場強檢測器，它將由所述第二發(fā)送-應(yīng)答器天線所提供的信號轉(zhuǎn)換為一電壓，當(dāng)其超過一閾值時激活所述第二發(fā)送-應(yīng)答器;一第二場強比較器，它將由所述第二發(fā)送-應(yīng)答器天線接收到的來自所述第一定向天線的第一場強脈沖與由所述第二發(fā)送-應(yīng)答器天線接收到的來自所述第二定向天線的第二場強脈沖進行比較;一第二場強解調(diào)器，它能從所述第二發(fā)送-應(yīng)答器天線提供的信號中解調(diào)-幅度調(diào)制的第二下行鏈路信息;一第二發(fā)送-應(yīng)答器控制電路，它接收來自所述第二場強解調(diào)器的所述第二解調(diào)下行鏈路信息和來自所述第二場強比較器的信號，以表明第二車輛正在第一車道中還是在第二車道中運行;和一第二反向散射調(diào)制器，它在所述第二發(fā)送-應(yīng)答器控制電路接收所述第二下行鏈路信息后，對加給所述第二發(fā)送-應(yīng)答器天線的第二連續(xù)波信號進行反向散射調(diào)制以產(chǎn)生第二上行鏈路信息，所述第二反向散射調(diào)制器在所述第二發(fā)送-應(yīng)答器控制電路的控制下工作;和e)一收費區(qū)包含ⅰ)一產(chǎn)生基準(zhǔn)載波的基準(zhǔn)振蕩器;ⅱ)與所述第一定向天線和與所述基準(zhǔn)振蕩器電氣連通的第一詢問器單元，所述第一詢問器單元有(1)發(fā)送第一叫醒猝發(fā)脈沖的第一發(fā)射機，該叫醒猝脈沖在第一預(yù)選距離上具有足夠的場強以便觸發(fā)所述第一場強檢測器激活所述第一發(fā)送-應(yīng)答器，所述第一發(fā)射機發(fā)射一下行鏈路信息給所述第一遠程發(fā)送-應(yīng)答器，所述下行鏈路信息用開-關(guān)鍵控進行發(fā)射，且所述發(fā)射機進一步發(fā)射第一連續(xù)波照射信號到所述第一發(fā)送-應(yīng)答器，以致所述第一發(fā)送-應(yīng)答器可以反向散射調(diào)制所述第一連續(xù)波照射信號以產(chǎn)生所述第一上行鏈路信息，(2)第一接收機，它接收所述第一上行鏈路信息并將所述第一上行鏈路信息從寄生的無調(diào)制的反射中分離出來，和(3)控制所述第一發(fā)射機和所述第一接收機的第一控制電路，所述第一控制電路能控制所述第一發(fā)射機發(fā)送所述第一叫醒猝發(fā)脈沖，隨后發(fā)送所述第一下行鏈路信息，所述下行鏈路信息具有包括第一場強脈沖的RF能量發(fā)送時間和包括第一場強間歇的在其間無RF能量發(fā)送的時間，且所述第一控制電路還進一步控制所述第一發(fā)射機隨所述第一下行鏈路信息之后發(fā)送所述第一連續(xù)波照射信號并與所述第一連續(xù)波照射信號同時去控制所述第一接收機接收所述第一上行鏈路信息;和ⅲ)與所述第二定向天線和與所述基準(zhǔn)振蕩器電氣連通的第二詢問器單元，所述第二詢問器單元用所述基準(zhǔn)振蕩器與所述第一詢問器單元協(xié)調(diào)配合，且所述第二詢問器單元有(1)發(fā)送第二叫醒猝發(fā)脈沖的第二發(fā)射機，該叫醒猝發(fā)脈沖在第二預(yù)選距離上具有足夠的場強以便觸發(fā)所述第二場強檢測器去激活所述第二發(fā)送-應(yīng)答器，所述第二發(fā)射機發(fā)射一下行鏈路信息給所述第二遠程發(fā)送-應(yīng)答器，所述下行鏈路信息用開-關(guān)鍵控進行發(fā)射，且所述發(fā)射機進一步發(fā)射第二連續(xù)波照射信號到所述第二發(fā)送-應(yīng)答器，以致所述第二發(fā)送-應(yīng)答器可以反向散射調(diào)制所述第二連續(xù)波照射信號以產(chǎn)生所述第二上行鏈路信息，(2)第二接收機，它接收所述第二上行鏈路信息并將所述第二上行鏈路信息從寄生的無調(diào)制的反射中分離出來，和(3)控制所述第二發(fā)射機和所述第二接收機的第二控制電路，所述第二控制電路能控制所述第二發(fā)射機發(fā)送所述第二叫醒猝發(fā)脈沖，隨后發(fā)送所述第二下行鏈路信息，所述下行鏈路信息具有包括第二場強脈沖的RF能量發(fā)送時間和包括第二場強間歇的在其間無RF能量發(fā)送的時間，且所述第二控制電路還進一步控制所述第二發(fā)射機隨所述第二下行鏈路信息之后發(fā)送所述第二連續(xù)波照射信號并與所述第二連續(xù)波照射信號同時去控制所述第二接收機接收所述第二上行鏈路信息。
9.一種識別一目標(biāo)和測定該目標(biāo)位于至少兩區(qū)域中的哪一區(qū)域的方法，該方法包含a)將第一定向天線對準(zhǔn)第一區(qū)域;b)將第二定向天線對準(zhǔn)第二區(qū)域;c)通過與所述第一定向天線電氣連通的第一詢問器發(fā)送第一場強脈沖;d)通過與所述第二定向天線電氣連通的第二詢問器發(fā)送第二場強脈沖;e)在一發(fā)送-應(yīng)答器中，將從所述第一定向天線接收到的第一場強脈沖與從所述第二定向天線接收到的第二場強脈沖進行比較，由此該發(fā)送-應(yīng)答器能夠通過所接收的第一和第二場強脈沖的相對幅值來確定該發(fā)送-應(yīng)答器處于兩區(qū)域中的哪一個中。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，它進一步可包含由所述發(fā)送-應(yīng)答器把來自所述第一詢問器單元的下行鏈路信息與來自所述第二詢問器單元的下行鏈路信息區(qū)分開來的步驟。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，它可進一步包含步驟通過所述發(fā)送-應(yīng)答器用一上行鏈路信息去回答與定向天線相聯(lián)的詢問器單元，該定向天線對準(zhǔn)該發(fā)送-應(yīng)答器所處的區(qū)域。
全文摘要
揭示一種識別目標(biāo)和測定該目標(biāo)在至少兩區(qū)域中的哪一區(qū)域的方法。它包含步驟為將第一定向天線(18)對準(zhǔn)第一區(qū)域(28a)；將第二定向天線(18)對準(zhǔn)第二區(qū)域(28b)；從第一定向天線(18)發(fā)送第一場強脈沖(44)；從第二定向天線(18)發(fā)送第二場強脈沖(46)；在發(fā)送-應(yīng)答器(14)中將兩場強脈沖進行比較以測定該發(fā)送-應(yīng)答器處于兩區(qū)域(28a，28b)中的哪一個中。這里還揭示了其它相應(yīng)裝置、系統(tǒng)和方法。
文檔編號G07B15/06GK1099140SQ9410171
公開日1995年2月22日 申請日期1994年2月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月23日
發(fā)明者克勞德·A·夏普 申請人:德克薩斯儀器股份有限公司