特許 7268152 通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-24

(45)【発行日】2023-05-02

(54)【発明の名称】通信システム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/32 20060101AFI20230425BHJP

   H04B 1/38 20150101ALI20230425BHJP

   H01P 5/12 20060101ALI20230425BHJP

   H01P 3/12 20060101ALI20230425BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/32 Z

H04B1/38

H01P5/12 A

H01P3/12

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021529717

(86)(22)【出願日】2019-09-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-15

(86)【国際出願番号】 EP2019076000

(87)【国際公開番号】W WO2021004646

(87)【国際公開日】2021-01-14

【審査請求日】2021-07-19

(31)【優先権主張番号】102019118532.7

(32)【優先日】2019-07-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】508237443

【氏名又は名称】コンダクティクス－バンプフラー ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウインター，ニコラス

(72)【発明者】

【氏名】エクレ，ミカエル

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー，ベルント

【審査官】鈴木 肇

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２１５２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２８４５４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０４６５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９５８０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７１０４６９７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００５－０５１６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１８０５３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】W. D. Schuck and R. Rieger，The Slotted-Waveguide Communication System of the Maglev Test Range in the Emsland，1983 13th European Microwave Conference，IEEE，1983年，pp. 681-686，URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/4131970，DOI: 10.1109/EUMA.1983.333317

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｑ １／００－２５／０４

Ｈ０１Ｐ ３／００－５／２２

Ｈ０４Ｂ １／３８－１／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の移動経路に沿って誘導される車両（４、１０４）と固定局（５、１０５、２０５）との間の通信のための通信システムであって、
前記車両（４、１０４）の前記移動経路に平行に延在し、前記固定局（５、１０５、２０５）の送受信デバイス（１０、１１、１１０、１１１、２１０、２１１）に接続された少なくとも１つのアンテナ（６、１０６Ａ、１０６Ｂ、２０６）、および、前記車両（４、１０４）の少なくとも１つのアンテナ（３、１０３Ａ、１０３Ｂ）が突出する、スロット付き導波路（１、１０１）を使用し、
前記車両（４、１０４）の前記アンテナ（３、１０３Ａ、１０３Ｂ）は、前記車両（４、１０４）の移動中に前記スロット付き導波路（１、１０１）の長手方向に移動され、
少なくとも１つの伝送チャネル用の少なくとも２つの別個の送受信デバイス（１０、１１、１７、１８、１１０、１１１、１１７、１１８、２１０、２１１）が、前記固定局（５、１０５、２０５）および前記車両（４、１０４）に設けられ、
前記送受信デバイス（１０、１１、１７、１８、１１０、１１１、１１７、１１８、２１０、２１１）は、それぞれ少なくとも１つの結合器（７、１４、１０７、１２０、１１４Ａ、１１４Ｂ、２０７）を介して、少なくとも１つの共通アンテナ（３、６、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０６Ａ、１０６Ｂ、２０６）にそれぞれ接続され、アンテナを介して、すべての伝送チャネルの信号が送受信され、
前記結合器（７、１４、１０７、１２０、１１４Ａ、１１４Ｂ、２０７、３０７Ａ、３０７Ｂ）は、第１および第２の接続部を、第３の接続部に結合する双方向性３ポート結合器であり、
前記固定局は、
２つの別個の送受信デバイス（１１０、１１１）を有し、
双方向性３ポート結合器の形態の２つの結合器（１０７，１２０）が、前記２つのアンテナ（１０６Ａ、１０６Ｂ）との間に直列に接続され、
第１の前記結合器（１０７）の前記第１および第２の接続部が、前記送受信デバイス（１１０、１１１）の一方に接続され、第２の前記結合器（１２０）の前記第１および第２の接続部が前記アンテナ（１０６Ａ、１０６Ｂ）の一方に接続され、両方の結合器（１０７、１２０）の前記第３の接続部が、互いに接続される、
ことを特徴とする、
通信システム。

【請求項2】

前記結合器（７、１４、１０７、１１４Ａ、１１４Ｂ、２０７）は、前記第１のおよび第２の接続部を、互いに分離することを特徴とする、
請求項１に記載の通信システム。

【請求項3】

前記結合器（７、１４、１０７、１１４Ａ、１１４Ｂ、２０７）は、ウィルキンソン型結合器であることを特徴とする、
請求項２に記載の通信システム。

【請求項4】

前記スロット付き導波路（１０１）は、それらの端部が互いに隣接して配置されている位置から反対方向に延在する互いに別個の２つの区間（１０１Ａ、１０１Ｂ）から構成され、スロット付き導波路（１０１）の各区間（１０１Ａ、１０１Ｂ）は、対応する前記区間（１０１Ａ、１０１Ｂ）内に突出する前記固定局（１０５）のそれ自体のアンテナ（１０６Ａ、１０６Ｂ、３０６Ａ、３０６Ｂ）を有することを特徴とする、
請求項１から３のいずれか一項に記載の通信システム。

【請求項5】

前記固定局（１０５）の前記アンテナ（１０６Ａ、１０６Ｂ）は、それらの端部が互いに隣接する前記位置に近い前記２つの区間（１０１Ａ、１０１Ｂ）に配置されることを特徴とする、
請求項４に記載の通信システム。

【請求項6】

第１の前記結合器（１０７）は、その第１および第２の接続部を、その第３の接続部と結合し、その第１および第２の接続部を互いに分離し、第２の前記結合器（１２０）が、その第１および第２および第３の接続部の３つすべてを、互いに結合することを特徴とする、
請求項１に記載の通信システム。

【請求項7】

第２の前記結合器（１２０）は、タップまたは無効電力分配器であることを特徴とする、
請求項６に記載の通信システム。

【請求項8】

２つのアンテナ（１０３Ａ、１０３Ｂ）は、前記車両（１０４）上に所定の間隔で進行方向に前後に配置され、
前記車両（１０４）は、少なくとも２つの異なる伝送チャネル用の２つの送受信デバイス（１１７、１１８）を有し、
双方向性３ポート結合器の形態の２つの結合器（１１４Ａ、１１４Ｂ）は、前記２つのアンテナ（１０３Ａ、１０３Ｂ）と前記２つの送受信デバイス（１１７，１１８）との間に並列に接続され、第１および第２の接続部を第３の接続部と結合し、前記第１および第２の接続部を互いに分離し、
各結合器（１１４Ａ、１１４Ｂ）の前記第１の接続部が、第１の前記送受信デバイス（１１７）に接続され、各結合器（１１４Ａ、１１４Ｂ）の前記第２の接続部が、第２の前記送受信デバイス（１１８）に接続され、各結合器（１１４Ａ、１１４Ｂ）の前記第３の接続部が、前記アンテナ（１０３Ａ、１０３Ｂ）の一つに接続されることを特徴とする、
請求項１から７のいずれか一項に記載の通信システム。

【請求項9】

前記スロット付き導波路（１０１）は、ギャップ（１１９）によって互いに分離された２つの区間（１０１Ａ、１０１Ｂ）から構成され、
前記アンテナ（１０３Ａ、１０３Ｂ）の少なくとも一方が、前記スロット付き導波路（１０１）の前記２つの区間（１０１Ａ，１０１Ｂ）のうちの一方において、送受信する準備が常にできる位置にある限り、車両（１０４）上の前記アンテナ（１０３Ａ、１０３Ｂ）の前記間隔が、少なくとも前記ギャップ（１１９）の幅よりも大きいことを特徴とする、
請求項８に記載の通信システム。

【請求項10】

減衰素子（８、９、１５、１６、１０８、１０９、１１５Ａ、１１５Ｂ、１１６Ａ、１１６Ｂ、２０８、２０９）は、前記固定局（５、１０５、２０５）の送受信デバイス（１０、１１、１１０、１１１、２１０、２１１）と、それに割り当てられた結合器（７、１０７、２０７）との間に、および／または、車両（４、１０４）の送受信デバイス（１７、１８、１１７、１１８）と、それに割り当てられた結合器（１４、１１４Ａ、１１４Ｂ）との間に、接続されることを特徴とする、
請求項１から９のいずれか一項に記載の通信システム。

【請求項11】

異なる周波数帯域は、前記異なる伝送チャネルに割り当てられることを特徴とする、
請求項８に記載の通信システム。

【請求項12】

前記異なる伝送チャネルは、各々、マルチ・チャネル送受信デバイス（２１０、２１１）と共にバンドルされた少なくとも２つの伝送チャネルから構成されることを特徴とする、
請求項８に記載の通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部に記載の通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

そのような通信システムは、例えば、特許文献１が知られている。
それは、所定の移動経路に沿って誘導される車両と固定局との間の高帯域幅および雑音耐性を有する通信を可能にする。アンテナは、スロットを通って導波路の空洞内に突出し、車両が移動している間に導波路に沿って伝搬する電磁波を送受信できるように、車両に配置される。固定局の対応するアンテナは、導波路の一端に配置される。

【0003】

この種類の通信システムでは、特に、１台または複数の車両の移動を、固定局から制御することが意図されており、この制御は安全性の観点で重要な場合があるため、高データ転送速度が求められている。例えば、障害物との衝突を回避し得るように、障害物の前で停止する制御命令が、所定の時間間隔内に確実に車両に到達することを保証しなければならない。高いデータ転送速度は、対応した広い帯域幅を有するシステム構成要素を使用することで達成できるが、そのような構成要素が市場で入手可能としても、それに対応するコストになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】独国特許出願公開第１０ ２０１３ ００２ ２２７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の課題は、一般的な通信システムのための高データ転送速度を達成する、好都合で費用効果の高い手段を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この問題は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する通信システムによって解決される。有利な実施形態は、対応する従属請求項に示される。

【0007】

所定の移動経路に沿って誘導される車両と固定局との間の通信のための本発明による通信システムでは、車両の移動経路に平行に延在し、車両の送受信デバイスに接続された少なくとも１つのアンテナ、および、固定局の送受信デバイスに接続された少なくとも１つのアンテナ、が突出するスロット付き導波路を使用し、車両のアンテナが、車両の移動中にスロットの長手方向に移動され、少なくとも１つの伝送チャネルのための少なくとも２つの別個の送受信デバイスが、固定局および車両に設けられ、送受信デバイスは、少なくとも１つの結合器を介して、少なくとも１つの共通アンテナに、各々接続され、それを介して、すべての伝送チャネルの信号が放射され受信される。

【0008】

したがって、スロット付き導波路が共通の伝送媒体として使用される少なくとも２つの異なる伝送チャネルを提供することで、データ転送速度の増加が達成される。少なくとも１つの追加の伝送チャネルは、追加の送受信デバイスを使用して提供される。ただ１つのアンテナで送受信できるようにするために、異なるチャネルの信号は、アンテナへの途中で少なくとも１つの結合器によって合成され、反対の送信方向で上記結合器によって送受信デバイスに同時に供給される。

【0009】

しかしながら、これは、対応したより高いデータ転送速度を可能にするだけでなく、より高い帯域幅の単一チャネル送受信デバイスの使用と比較して、異なるカテゴリのメッセージの交換も簡素化する。例えば、メッセージは、それらのコンテンツおよび／または優先度に従って異なるチャネルに容易に割り当てられ、異なる送受信デバイスで送信され得、その結果、送信機側でのメッセージ伝播および受信機側でのメッセージ処理の両方が、単純化される。異なるシステム構成要素が、固定局側および車両側の異なる送受信デバイスを介して、同時に互いに独立して通信し得るという追加の機能がある。

【0010】

複数の送受信デバイスの使用はまた、ハードウェアの部分的な冗長性をもたらし、これにより、受動システム構成要素よりも能動システム構成要素なので、より高い故障確率を有する送受信デバイスのうちの１つが故障中であっても、通信を維持することが可能になる。ハードウェアのこの部分的な冗長性は、冗長データ送信にも利用され得、すなわち、データ送信の信頼性を高めるために、同じメッセージが、異なるチャネルで異なる送受信デバイスと同時に送信され得る。この場合、信頼性を優先するので、データ転送速度の増加は行われない。

【0011】

結合器は、好ましくは、第１および第２の接続部を第３の接続部と結合する３ポート結合器である。信号経路が、第１の接続部および第２の接続部から、互いに独立して送受信するように意図された異なる送受信デバイスに通じる場合、結合器が第１の接続部および第２の接続部を互いに分離することが好都合である。一方の送受信デバイスは送信モードにあり、他方は受信モードであり得る。結合器のこれらの接続部間の減衰が低すぎる場合、これは受信モードにおける干渉をもたらす。そのような結合器の適切な実施形態は、ウィルキンソン型結合器である。これは、結合される接続部間の低損失および分離される接続部間の高減衰を特徴とし、単純な手段で実施され得る。

【0012】

十分な通信範囲を達成するために、長い伝送距離の場合、スロット付き導波路は、それらの端部が互いに隣接して配置された位置から反対方向に延びる互いに別個の２つの区間で構成され、スロット付き導波路の各区間は、対応する区間内に突出する固定局のそれ自体のアンテナを有することが有利である。これにより、伝送路の最大全長が、大幅に長くなり得る。

【0013】

固定局のアンテナは、好ましくは、伝送路の中心に好都合に位置する別個の区間の隣接する端部に配置される。この配置により、その最大全長が、個々の区間の最大長さの２倍に増加され得る。後者は、スロット付き導波路における伝搬中の信号減衰によって制限される。

【0014】

スロット付き導波路が２つの別個の区間から構成され、２つのアンテナが固定局で使用される場合、第１の結合器の第１の接続部および第２の接続部が送受信デバイスの一方に接続され、第２の結合器の第１の接続部および第２の接続部がアンテナの一方に接続され、両方の結合器の第３の接続部が互いに接続されるように、２つの結合器を双方向性３ポート結合器の形態で直列に接続することが、有利な構成となる。２つのアンテナを用いた動作への拡張を達成するために、第２のアンテナとは別に、ただ１つのアンテナを有する配置に対して、ただ１つのアンテナを有する変形例に存在するのと同じ種類の追加の結合器のみが、追加のシステム構成要素として必要とされる。

【0015】

そのような構成では、第１の結合器は、その第１の接続部および第２の接続部がその第３の接続部と結合し、その第１の接続部および第２の接続部が分離され、第２の結合器は、その接続部の３つすべてが互いに結合すると有利である。第１の結合器は、同時動作中に相互に干渉するように意図されていない２つの異なる送受信デバイスに接続されている。一方、第２の結合器は、スロット付き導波路の異なる区間内の２つのアンテナに接続され、ロット付き導波路の異なる区間が、メッセージ送信のために互いに分離するように意図されておらず、連続した伝送媒体を形成すべきである。したがって、第２の結合器の３つの接続部のうちの２つの間の分離は望ましくない。第２の結合器の適切な実施形態は、タップまたは無効電力分配器である。両方とも、本明細書の用途に望まれるように、それらの接続部の３つすべてを互いに結合する双方向性３ポート結合器であり、異なる接続部対の間の挿入損失は同じでなく、その必要はない。

【0016】

スロット付き導波路が２つの別個の区間から構成される場合、２つのアンテナが車両上に所定の距離で進行方向に前後に配置され、車両が少なくとも２つの異なる伝送チャネル用の２つの送信デバイスまたは受信デバイスを有し、第１および第２の接続部を第３の接続部と結合し、第１および第２の接続部を互いに分離する双方向性３ポート結合器の形態で、２つの結合器が、２つの送受信デバイスの２つのアンテナ間に並列に接続され、その結果、各結合器の第１の接続部が第１の送受信デバイスに接続され、各結合器の第２の接続部が第２の送信デバイスまたは受信デバイスに接続され、各結合器の第３の接続部がアンテナのうちの１つに接続されることが、有利である。車両の各送受信デバイスは、車両の各アンテナを介して、互いに独立して送受信し得る。

【0017】

スロット付き導波路がギャップによって互いに分離された２つの区間から構成される場合、車両上のアンテナの間隔は、好ましくは、スロット付き導波路の２つの区間のうちの１つのアンテナの少なくとも１つが送受信の準備ができている位置にあるように、ギャップの幅よりも少なくとも同じかそれよりも大きい。その結果、スロット付き導波路の２つの区間の間のギャップを通過する際に、通信の中断が回避され得る。

【0018】

減衰素子は、アンテナによる放射電力を送信機の規定された電力で所望の値に低減するために、または受信機に供給される前にアンテナによって受信される電力を所望の値に低減するために、固定局および/または車両の送受信デバイスと結合器の対応する接続部との間に、任意選択的に接続できる。実際に互いに分離するように意図されている結合器の接続部間で、望ましくない方法で流れる残留電力も、そのような減衰素子によって低減され得る。

【0019】

異なる伝送チャネルを分離するための好ましい解決策は、異なる周波数帯域へのそれらの割り当てである。異なる伝送チャネルはまた、共にバンドルされた（束ねられた、まとめられた）マルチ・チャネル送受信デバイスの少なくとも２つの伝送チャネルから構成され得る。

【0020】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】アンテナが突出しているスロット付き導波路の概略断面図である。

【図2】本発明による通信システムの第１の実施形態の追加構成要素のブロック図を有する、図１によるスロット付き導波路の概略縦断面図である。

【図3】本発明による通信システムの第２の実施形態の追加構成要素のブロック図を有する、図１によるスロット付き導波路の概略縦断面図である。

【図4】固定局に配置された本発明による通信システムの第３の実施形態の構成要素のブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、所定の移動経路に沿って誘導される車両４と固定局５との間、および／または、いくつかのそのような車両間、で互いに通信するための通信システムにおいて従来技術で使用されるスロット付き導波路１の概略断面図を示す。車両のアンテナ３は、スロット付き導波路１に沿って伝播する電磁波を放射および受信するために、スロット２を通ってスロット付き導波路１内に突出する。車両が所定の移動経路に沿って移動する場合、アンテナ３は、それと共にスロット付き導波路１の長手方向に移動する。車両４は、レールを介して所定の走行経路に沿って誘導され得る。

【0023】

図２に示すように、固定局５のアンテナ６もスロット付き導波路１内に突出している。これは、結合器７、および任意選択の減衰素子８および９を介して、２つの送受信デバイス１０および１１（以下、トランシーバ１０および１１と称する）に接続される。固定局５のアンテナ６も、車両４のアンテナ３のようにスロット２を通ってスロット付き導波路１内に突出し得るが、移動不要なため、その必要はない。トランシーバ１０および１１は、いくつかの車両４を含み得る輸送システム全体を制御する、および／または、ビデオ信号および状況通知によってその動作を監視する、固定局５の制御デバイス１２に接続される。制御デバイス８は、制御機能を発揮し得るが、その必要はなく、動作の監視目的を提供するだけであり得る。このため、固定局５の制御デバイス８と車両４の制御デバイス１３との間では、伝送路であるスロット付き導波路１を介して、継続的な双方向データ通信が発生する。

【0024】

図２にも示すように、車両４のアンテナ３はまた、結合器１４および任意選択の減衰素子１５および１６を介して、２つの送受信デバイス１７および１８（以下、トランシーバ１７および１８と称する）に接続される。トランシーバ１７および１８は、車両４の移動および他の機能を制御する車両４の制御デバイス１３に接続されている。したがって、車両に搭載され配置された本発明による通信システムの部品の構成要素、およびそれらの回路の接続形態は、固定局５に配置された部品に対応する。

【0025】

しかしながら、対応するメッセージ発生端またはメッセージ受信端として固定局５上または車両４上に単一の制御デバイス１２または１３のみを設ける必要は全くないが、固定局５のトランシーバ１０および１１ならびに車両４のトランシーバ１７および１８の両方は、それぞれ、互いに別個の２つのメッセージ発生端またはメッセージ受信端に接続され得、これらは同時に、しかし互いに独立して通信できるように意図されている。単一のスロット付き導波路を介した少なくとも２対のメッセージ発生端とメッセージ受信端との間のそのような同時かつ独立した通信は、本発明によって容易に許可される。特に、この構成では、メッセージ、例えば、固定局５のトランシーバ１０から車両４のトランシーバ１７への一方のメッセージ、および、車両４のトランシーバ１８から固定局５のトランシーバ１１への他方のメッセージが、反対方向に同時に送信され得る。

【0026】

固定局５のトランシーバ１０および１１は、異なるチャネル、すなわちスロット付き導波路１が伝送路として適している周波数帯域の周波数領域、で動作する。同じことが、車両のトランシーバ１７および１８、トランシーバ１０および１７、ならびにトランシーバ１１および１８の各々が、同じチャネル上で動作することにも当てはまる。固定局５と搭載車両４の両方で異なるチャネルで動作する２つのトランシーバを同時に使用することにより、単一のトランシーバのみを使用する場合と比較して、２倍の最大送信可能データ転送速度が得られる。

【0027】

固定局５および搭載車両４の両方で、信号を放射および受信するために、単一のアンテナ６または３のみが必要となるように、１つの結合器７または１４が、各々設けられる。固定局の結合器７は、３つの接続部を有する。その一方には、固定局５のアンテナ６が接続されている。トランシーバ１０および１１の一方は、２つの他の接続部の各々に接続され、その場合、１つの減衰素子８または９は、任意選択的に、結合器７とトランシーバ１０および１１との間に接続され得る。結合器７は、方向選択的であり、すなわち、トランシーバ１０および１１が接続される接続部の各々を、アンテナ６が接続される接続部と対称的に結合し、トランシーバ１０および１１が接続される２つの接続部を分離する。したがって、それは、受信信号のための分割器として機能し、すなわち、アンテナから受信された信号電力を２つのトランシーバ１０および１１にほぼ等しく分配し、トランシーバ１０および１１の送信信号のための合成器として機能し、すなわち、それらを一緒に単一のアンテナ６に供給する。アンテナ３およびトランシーバ１７，１８に対する車両４の結合器１４の機能についても同様である。

【0028】

結合器７または１４の適切な設計は、ウィルキンソン型分配器の設計である。ウィルキンソン型分配器は、アンテナ接続部と２つの他の接続部の各々との間で伝送される周波数帯域の中心周波数の４分の１波長をそれぞれ有する２つの線と、２つの他の接続部の間の吸収抵抗器とから、本質的に構成される。結合器７または１４のこの設計は、プリント回路基板またはハイブリッド技術を使用して、コスト効率よく、実施され得る。

【0029】

ここでは、固定局５の制御デバイス１２がトランシーバ１０，１１の両方に接続され、車両４の制御デバイス１３が、トランシーバ１７，１８の両方に接続されている。したがって、制御デバイス１２および１３は、それらの通信に利用可能な２つのチャネルを有し、全体としてはるかに大きい帯域幅を有する。これにより、対応したより高いデータ転送速度が可能になるだけでなく、それにより、より広い帯域幅の単一のトランシーバの使用に比べて、異なるカテゴリのメッセージの交換も、簡略化される。例えば、メッセージは、２つの異なるチャネルへ、コンテンツおよび／または優先度にしたがって、配信され得るので、メッセージの処理が単純化される。必要に応じて、異なるチャネル上の異なるカテゴリのデータのこの種類の分布によって、チャネル帯域幅は異なり得る。例えば、ビデオ信号は４０ＭＨｚの帯域幅を有するチャネルで送信され、制御データは２０ＭＨｚの帯域幅を有するチャネルで送信され得る。

【0030】

さらに、２つのトランシーバ１０および１１または１７および１８、ならびに、任意選択的に２つの接続された減衰素子８および９または１５および１６によって、ハードウェアの部分的冗長性が作成される。トランシーバおよび／または減衰素子が故障した場合、すべての通信は、通信システムのまだ機能している部分を介して行われ得るので、通信システムの全体的な故障が回避され、その信頼性が向上する。これは、アンテナ３および６、結合器７および１４、ならびに減衰素子８、９、１５および１６のような受動部品よりも故障の確率が高いため、能動部品としてのトランシーバ１０および１１または１７および１８にとって、特に重要である。しかしながら、送信の信頼性を高めるために、両方のトランシーバ１０および１１または１７および１８を介して、単一のメッセージが同時に送信され得る。

【0031】

すでに述べたように、ただ１つの制御デバイス１２または１３の代わりに、トランシーバ１０および１１または１７および１８のうちの一方に接続され、トランシーバ１０および１１または１７および１８によって送信または受信されるメッセージの発生端または受信端として機能する、２つの独立したユニットが、固定局５および搭載車両４の両方に存在し得る。

【0032】

図３は、本発明による通信システムの第２の実施形態を示す。この実施形態は、より長い輸送システムのために提供され、そこでは、固定局１０５は、十分な通信範囲を達成するために、一端ではなく、輸送経路の中心方向に、またはその中心で直接、オフセットして配置され、スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂは、長さの熱変化のための膨張ギャップとして機能するギャップ（隙間、空間）１１９によって互いに分離された、少なくとも２つの異なる区間１０１Ａおよび１０１Ｂから構成される。２つの別個のアンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂが設けられ、その各々は、スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの異なる区間１０１Ａまたは１０１Ｂの一方に割り当てられ、固定局１０５の共通の制御デバイス１１２に接続される。結合器１０７および１２０は、この目的のために２つ設けられ、結合器１０７の設計は、第１の実施形態の結合器７の設計と同じである。第１の結合器１０７の最初の二つの接続部は、第一の実施形態の結合器７のトランシーバ１０および１１への対応する接続部と同様に、任意選択の減衰素子１０８および１０９を介して、トランシーバ１１０および１１１に接続される。

【0033】

第２の結合器１２０は、その接続部のうちの二つの分離に関して同じ要件が存在しないため、結合器１０７のように、異なる設計であり得る。対照的に、第２の結合器１２０は、両方のアンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂを第１の結合器１０７と結合するだけでなく、スロット付き導波路１０１の２つの区間１０１Ａまたは１０１Ｂのうちの一方の車両１０４から送信された信号を、他方の区間１０１Ｂまたは１０１Ａに位置する別の車両１０４に受信可能にし、それによって異なる車両１０４の送信信号間の衝突を回避するために、その接続の３つすべての接続部間で可能な限り最小の減衰を有することが望ましい場合さえある。この目的に適した種類の結合器は、タップである。

【0034】

しかしながら、単一のアンテナは、結合器１０７の第３の接続部に接続されておらず、第２の結合器１２０の第３の接続部に接続されている。アンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂは、第２の結合器１２０の最初の二つの接続部に接続されている。これらは、第２の結合器１２０によって互いに分離され、各々が第３の接続部と結合される。この回路を通じて、アンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂの両方からの受信信号は、最初に第２の結合器１２０によって合成され、次いで、合成信号は、その電力の均一な分割によって第１の結合器１０７で、２つのトランシーバ１１０および１１１に供給される。２つのトランシーバ１１０および１１１によって反対方向に放射された送信信号は、最初に第１の結合器１０７によって合成され、次いで合成信号は、その電力の均一な分配で放射するために、第２の結合器１２０によって２つのアンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂに供給される。

【0035】

このようにして、トランシーバ１１０および１１１の両方の送信信号は、スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの両方の区間１０１Ａおよび１０１Ｂで均一に放射され、アンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂによってスロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの両方の区間１０１Ａおよび１０１Ｂからの受信信号は、両トランシーバ１１０および１１１の両方に供給される。スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの区間１０１Ａと区間１０１Ｂとの間のギャップ１１９は、好ましくは輸送システムの走行経路の中心に位置し、通信の最大範囲が、単一のスロット付き導波路の一端にある単一アンテナの配置と比較して倍になるように、アンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂは、ギャップ１１９の近くに配置される。

【0036】

スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの２つの区間１０１Ａおよび１０１Ｂの間のギャップ１１９で、アンテナ１０３Ａが、スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの一方の区間１０１Ａ内に延在し、他方のアンテナ１０３Ｂが、スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの他方の区間１０１Ｂ内に延在するように、車両１０４の２つのアンテナ１０３Ａおよび１０３Ｂは、その進行方向において互いに対してオフセットされている。したがって、車両１０４がスロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの２つの異なる区間１０１Ａと１０１Ｂとの間のギャップ１１９上を移動する場合、特に、アンテナ１０１Ａおよび１０１Ｂが、ギャップ１１９の領域に位置し、したがって信号がアンテナ１０１Ａまたは１０１Ｂを介してもはや送信され得ない場合に、通信の中断が回避される。

【0037】

２つのトランシーバ１１７および１１８は、車両１０４に搭載されており、これらは固定局のトランシーバ１１０および１１１と同じチャネルで動作し、その結果、車両１０４のトランシーバ１１７または１１８は、固定局の各トランシーバ１１０および１１１に割り当てられる。トランシーバ１１７および１１８はそれぞれ、一つのアンテナに通じる信号経路のための二つの接続部を有する。これらの接続部の一方から第１のアンテナ１０３Ａに信号経路が通じ、これらの接続部の他方から第２のアンテナ１０３Ｂに信号経路が通じ、その結果、各トランシーバ１１７、１１８が、アンテナ１０３Ａ、１０３Ｂにそれぞれ接続される。

【0038】

これを実施するために、アンテナ１０３Ａおよび１０３Ｂは各々、固定局１０５の結合器１０７と同じ設計の結合器１１４Ａまたは１１４Ｂの第３の接続部に接続される。これらの結合器１１４Ａおよび１１４Ｂの各々の第１の接続部は、任意選択の減衰素子１１５Ａまたは１１５Ｂを介して、第１のトランシーバ１１７の接続部に接続される。これらの結合器１１４Ａおよび１１４Ｂの各々の第２の接続部は、任意選択の減衰素子１１６Ａまたは１１６Ｂを介して、第２のトランシーバ１１８の接続部に接続される。結合器１１４Ａおよび１１４Ｂはそれぞれ、それらの第１および第２の接続部を、それらの第３の接続部と結合し、それらの第１および第２の接続部を互いに分離する。したがって、特に車両１０４がスロット付き導波路区間１０１Ａと１０１Ｂとの間のギャップ１１９上を移動し、車両１０４の２つのアンテナ１０３Ａまたは１０３Ｂのうちの一方がギャップ１１９の領域に位置する場合、固定局１０５の各トランシーバ１１０および１１１と、車両１０４に対応して割り当てられたトランシーバ１１７および１１８との間に、どんな場合でも、連続的な信号経路が存在する。

【0039】

通信範囲は、単一のアンテナ６および単一の結合器７のみを有する図２の第１の実施形態による固定局５の回路配置で十分であるが、膨張ギャップとして機能するギャップ１１９を有する２つの別個の区間１０１Ａおよび１０１Ｂから構成されるスロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂが、長さの熱膨張を等しくするために必要とされる場合でも、可能である。この場合、フレキシブル導体片で接続されたアンテナが、ギャップ１１９において、スロット付き導波路１０１Ａ，１０１Ｂの異なる区間１０１Ａ，１０１Ｂの対向する端部上に、配置される。この受動素子の配置により、スロット付き導波路１０１Ａ、１０１Ｂの異なる区間１０１Ａ、１０１Ｂ間で信号伝送が行われる。しかしながら、ギャップ１１９が存在するため、ギャップ１１９を通過する際に中断のない通信が保証される必要がある場合、図３の第２の実施形態に対応する車両側の通信システムの一部と共に、２つのアンテナ１０３Ａおよび１０３Ｂが、搭載車両１０４で、長手方向に前後に必要とされる。

【0040】

図４は、固定局２０５内またはその上に配置された、本発明による通信システムの第３の実施形態の一部のブロック図を示す。この実施形態は、固定局２０５の制御デバイス２１２が接続される２つのトランシーバ２１０および２１１が各々、異なるチャネルに割り当てられるアンテナのための２つの別個の接続部を有するという点で、図２による第１の実施形態とは異なる。２つのアンテナ接続部を有する上記２チャネル・トランシーバ２１０および２１１は、それ自体既知である。２つのアンテナ接続部の各々は、最初に第１の結合器２２１または２２２を介して、任意選択の減衰素子２０８または２０９に接続され、次いで第１の実施形態の結合器７と同じ設計を有する結合器２０７の第１または第２入力に接続される。結合器２０７の第３の接続部にはアンテナ２０６が接続されている。図４による構成は、固定局の側だけでなく、車両の側の鏡像としても使用され得、すなわち、図１に示す車両側の構成を置き換え得る。

【0041】

結合器２２１および２２２によるトランシーバ２１０および２１１の２つのアンテナ接続部の結合は、個々のトランシーバ２１０および２１１の各々の２つのチャネルのバンドリングをもたらして、帯域幅の２倍のチャネルを形成し、したがって、単一チャネルのデータ転送速度を２倍にすることを可能にする。このチャネル・バンドリングは、それ自体既知であり、本発明の目的ではない。この実施形態の例では、共通のスロット付き導波路アンテナを有する異なる送受信デバイスの本発明による結合が、そのような送受信デバイスの既にバンドルされたチャネルにも適用され得ることが、単に説明されている。図１の第１の実施形態と同様に、図４による構成も車両側で使用され得る。

【0042】

図４による構成は、２つのアンテナを有する実施形態にも適用され得る。したがって、図３による第２の実施形態では、制御デバイス１１２、トランシーバ１１０および１１１、減衰素子１０８および１０９、ならびに結合器１０７から構成される通信システムの部分は、アンテナ２０６を除いて、図４の構成に置き換えられ得る。アンテナ２０６の代わりに、この場合、結合器１２０は結合器２０７に接続され、アンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂは、その他の２つの接続部に接続される。

【0043】

この場合、各々が４つのアンテナ接続部を有する２つのトランシーバが車両側に必要とされ、これは、４つの任意選択の減衰素子および結合器２０７に対応する２つの結合器を、結合器２２１および２２２に対応する合計４つの結合器を介して、車両の２つのアンテナに接続し、この場合、アンテナ側の結合器と、任意選択の減衰素子およびトランシーバ側の任意選択の減衰素子との間の接続は、２つのアンテナの各々と各トランシーバの２つのアンテナ接続部の各々との間に信号経路を提供するために、図３の構成と同様に、車両側で部分的に交差する。

【0044】

上述の実施形態の例では、２つの単一チャネル・トランシーバ、または、各々がチャネル・バンドリングを有する２つの２チャネル・トランシーバが、提供される。これは、２つのチャネルに対する本発明の制約として理解されるべきではない。代わりに、本発明は、３つ以上のチャネルを有する構成も含む。例えば、３チャネル・システムは、各々がポートのうちの１つを他の３つと結合し、他の３つを互いに分離する双方向性４ポート結合器の形態の結合器と組み合わせて、固定局および車両内の３つのトランシーバを使用することによって、実装され得る。この目的のために、４つの接続部を有するウィルキンソン型結合器が考えられ得る。４つのチャネルを有する通信システムの場合、入力からの信号を４つの出力に分割し、４つの入力からの信号を反対方向の１つの出力に結合するために、本明細書に記載の実施形態の例のように、４つのトランシーバが固定局および車両に設けられ、３つの結合器が、それぞれ３つの接続部を有して、２段でカスケード接続され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】