特表 2024-517516 無線周波数タグ・システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-22

(54)【発明の名称】無線周波数タグ・システム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/82 20060101AFI20240415BHJP

   G01S 13/34 20060101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

G01S13/82

G01S13/34

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024513560

(86)(22)【出願日】2022-05-09

(85)【翻訳文提出日】2023-12-12

(86)【国際出願番号】 GB2022051176

(87)【国際公開番号】W WO2022238690

(87)【国際公開日】2022-11-17

(31)【優先権主張番号】2106604.8

(32)【優先日】2021-05-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523422565

【氏名又は名称】アンゴカ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ロバートソン、クレマー クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】クラーク、スティーブン

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AB18

5J070AB19

5J070AB22

5J070AB24

5J070AD02

5J070AF03

5J070AH31

5J070AH40

5J070BC08

5J070BC13

(57)【要約】

無線周波数タグ・システム。アクティブ標的を識別することができるＦＭＣＷレーダ・システムが記述されている。システムは、インテロゲータ・レーダ及び無線周波数タグを備える。タグは、１セットの複数の離散固定周波数から選択された一連の異なる離散固定周波数の送信を介して２進コードを送信するようになされた送信器を備える。インテロゲータ・レーダは、第１のモードと第２のモードとの間で切り替え可能に実施可能なように構成される。第１のモードでは、インテロゲータは、それの動眼視野内のパッシブ物体の存在を識別するために、ＦＭＣＷ信号を生成及び送信する。第２のモードでは、インテロゲータ・レーダは、ＦＭＣＷ信号と比較して相対的に固定された周波数信号を送信し、２進コードを識別するためにタグから受信された一連の離散固定周波数と相対的に固定された周波数信号を混合する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インテロゲータ・レーダ及びタグを備えるレーダ及び無線周波数タグ・システムであって、前記タグが、物体に固定され、
前記タグが、それを介してタグが１セットの離散固定周波数から選択された一連の異なる離散固定周波数の送信を介して２進コードを送信するようになされた送信器を含み、
前記インテロゲータが、送信器と、受信器と、ミキサと、第１の信号及び第２の信号を生成するようになされた信号ジェネレータとを備え、前記第１の信号が、ＦＭ信号であり、前記第２の信号が、前記ＦＭ信号と比較して相対的に固定された周波数を有する、そして、
前記インテロゲータが、
前記信号ジェネレータ手段が前記第１の信号を生成する第１のモードであり、前記送信器が、視野を横断して前記第１の信号を送信し、前記受信器が、反射された前記第１の信号を前記インテロゲータ・レーダの視野内の前記物体から受信するように配置され、前記受信器が、前記送信された第１の信号を前記受信信号と、前記ミキサにおいて、混合するようになされる、前記第１のモードと、
前記信号ジェネレータが前記第２の信号を生成する第２のモードであり、前記第２の信号が、前記２進コードを識別するために前記タグから受信された前記一連の離散固定周波数と前記ミキサにおいて混合される、前記第２のモードと
の間で切り替え可能に実施可能なように構成された、レーダ及び無線周波数タグ・システム。

【請求項2】

前記第２のモードにおいて、前記インテロゲータ・レーダが、起動信号を送信するようになされ、前記タグが、前記起動信号を受信することに応答して前記一連の離散固定周波数を送信するようになされた、請求項１に記載の無線周波数タグ・システム。

【請求項3】

前記タグが、前記一連の離散固定周波数を生成するようになされたローカル信号ジェネレータを備える、請求項１又は２に記載の無線周波数タグ・システム。

【請求項4】

前記タグが、前記起動信号を受信することに応答して前記一連の離散固定周波数を少なくとも２度送信するようになされた、請求項３に記載の無線周波数タグ・システム。

【請求項5】

前記起動信号が、一連の離散固定周波数を含み、前記タグが、前記一連の離散固定周波数によって定義された２進コードを識別するようになされた、請求項２から４までのいずれか一項に記載の無線周波数タグ・システム。

【請求項6】

さらなるタグを含み、前記さらなるタグが、それを介してタグが１セットの離散固定周波数から選択された一連の異なる離散固定周波数の送信を介して異なる２進コードを送信するようになされた送信器を備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の無線周波数タグ・システム。

【請求項7】

前記インテロゲータが、第２の起動信号を送信するようになされ、前記タグが、前記起動信号を受信することに応答して前記２進コードを送信するようになされ、前記さらなるタグが、前記第２の起動信号を受信することに応答して前記さらなる２進コードを送信するようになされた、請求項６に記載の無線周波数タグ・システム。

【請求項8】

送信器と、受信器と、第１の信号及び第２の信号を生成するようになされた信号ジェネレータ手段とを備える、請求項１から７までのいずれか一項に記載のレーダ及び無線周波数タグ・システムのインテロゲータ・レーダであって、前記第１の信号が、ＦＭ信号であり、前記第２の信号が、前記ＦＭ信号と比較して相対的に固定された周波数を有し、
前記インテロゲータが、
前記信号ジェネレータ手段が前記第１の信号を生成する第１のモードであり、前記送信器が、視野を横断して前記第１の信号を送信し、前記受信器が、前記インテロゲータ・レーダの視野内の物体から反射された前記第１の信号を受信するように配置され、前記受信器が、前記送信された第１の信号を前記受信信号と混合するようになされた、前記第１のモードと、
前記信号ジェネレータが前記第２の信号を生成する第２のモードであり、前記第２の信号が、前記２進コードを識別するために、前記タグから受信された前記一連の離散固定周波数と混合される、前記第２のモードと
の間で切り替え可能に実施可能なように構成された、前記インテロゲータ・レーダ。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

短距離使用、すなわち、１０００ｍ以下、向けに設計された最も近代的なレーダは、周波数変調搬送波（ＦＭＣＷ：ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ）で動作する。この手法では、搬送波は、送信するレーダによって急速に変調される。エネルギーが視野内の物体に反射し、このエネルギーのうちレーダによって受信される一部分が、送信搬送波信号と混合される。送信信号と受信信号との間の周波数差（ビート周波数／中間周波数）が、物体までの距離を測定するために、使用される。

【0002】

米国特許第６１００８４０号は、パルス・ドップラ・レーダ・インテロゲータを備えるタグ・システムに関する。タグは、インテロゲータが２進コードとして解釈する離散周波数を含むインテロゲータへ信号を反射するように、パルス・ドップラ・レーダからの受信パルスを修正するようになされたアクティブ・レーダ反射器を備える。

【0003】

タグからの反射リターンを確保することは、インテロゲータに対してより大きな相対速度を有する物体と間違えることはできず、タグは、受信周波数を非アクティブ物体に予期されるリターンのバンド外にある周波数に移す必要がある。これは、インテロゲータが、そうでない場合に必要とするよりも、より広い中間周波数バンドで動作する必要がある、ということを意味する。

【0004】

特に、ＦＭＣＷレーダ内では、任意の中間周波数が非アクティブ標的に帰し得、したがって、中間周波数の特定のサブバンドをアクティブ標的検出専用にすることは不可能なので、そのようなシステムは、ＦＭＣＷレーダと互換性がない。

【0005】

さらに、パルス・ドップラ・システムは、これらの範囲において物体を検出するために必要な非常に短いパルスを生成することが困難なので、一般に、非常に短い距離、すなわち、数百メートル、における物体の検出及び測距に適していない。

【0006】

米国特許出願第２００４／１８９５１１号は、主に自動車にアクセスするために使用されることを意図されたアクセス制御システムについて記述する。基地局２０（車両内）とコード送信器（キー）との間の範囲、及びキー・コードが、基地局２０内の評価ユニット２４によって、同時に決定される。これを行うために、評価ユニット２４は、２つの復調器を有する必要がある：Ｓｉｇ４からＳｉｇ１を抽出するための第１の復調器と、ＳｉｇＣＨＴからＳｉｇＨＴを抽出するための第２の復調器。

【0007】

欧州特許出願公開第１６７２３８６号明細書は、レーダとトランスポンダ・デバイスとの間の距離決定のための位相変調並びにレーダとトランスポンダとの間のデータ送信を可能にする振幅変調を用いるＣＷレーダ・システムについて記述する。これらの２つの変調プロセスを実施するために、レーダ・デバイスは、別個のミキサ１３６、１４０を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】米国特許第６１００８４０号

【特許文献2】米国特許出願第２００４／１８９５１１号

【特許文献3】欧州特許出願公開第１６７２３８６号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

発明の一態様によれば、インテロゲータ・レーダ及びタグを備えるレーダ及び無線周波数タグ・システムが提供され、そこにおいて、前記タグは、物体に固定され、タグは、それを介してタグが１セットの離散固定周波数から選択された一連の異なる離散固定周波数の送信を介して２進コードを送信するようになされた、送信器を含み、インテロゲータ・レーダは、送信器と、受信器と、第１の信号及び第２の信号を生成するようになされた信号ジェネレータ手段とを備え、そこにおいて、第１の信号は、ＦＭ信号であり、第２の信号は、ＦＭ信号と比較して相対的に固定された周波数を有し、そこにおいて、インテロゲータは、信号ジェネレータ手段が、第１の信号を生成し、送信器が、視野を横断して第１の信号を送信し、受信器が、反射された第１の信号をインテロゲータ・レーダの視野内の物体から受信するように配置され、受信器が、送信された第１の信号を受信信号と混合するようになされた、第１のモードと、信号ジェネレータが、第２の信号を生成し、第２の信号が、２進コードを識別するために、タグから受信された一連の離散固定周波数と混合される、第２のモードとの間で切り替え可能に実施可能なように構成される。

【0010】

第１のモードでは、インテロゲータ・レーダは、送信信号と受信信号との周波数差（ビート周波数／中間周波数）を使用して動眼視野内のパッシブ及び／又はアクティブ物体の存在を識別する及びその範囲を決定する従来の方法で動作する。時々、インテロゲータ・レーダは、第１のモードに切り替わって戻る前に２進コードを動眼視野内の任意のアクティブ標的から受信するために（たとえば、前記アクティブ・デバイスを識別するために）、第２のモードに一時的に切り替わり得る。有利には、レーダ・システムは、単一のミキサ及び信号ジェネレータのみを使用して、両方のモードで動作することができる。これは、現存するＦＭＣＷレーダ・システムが、レーダ・システム・ハードウェアに変更又は追加する必要なしにアクティブ標的を識別するように、関連ソフトウェアを更新することを介して、なされることを可能にする。

【0011】

第２の信号は、ダウン・コンバートされた信号内の２進コードの識別を簡単にするために、ＦＭ信号と比較して相対的に固定された周波数を有する。したがって、有利には、第２の信号は、実質的に固定された周波数を有する。したがって、インテロゲータは、受信器を再構成せずにモードを切り替えることができる。

【0012】

インテロゲータ・レーダは、短距離レーダでもよい、すなわち、インテロゲータの２ｋｍの範囲内の物体を検出するようになされ、好ましくはインテロゲータ・レーダの１００メートル以内の物体を検出することができる。

【0013】

ＦＭ信号は、連続波（ＦＭＣＷ）信号でもよい。

【0014】

タグは、一連の離散固定周波数をブロードキャストするようになされ得る。別法として、より好ましくは、第２のモードにあるとき、インテロゲータは、起動信号と起動信号を受信することに応答して２進コードを送信するように構成されたタグとを送信するように構成され得る。

【0015】

一連の異なる離散固定周波数の送信は、搬送波信号に個別の周波数変更を行うことを介して非２進周波数偏移キーイング変調プロセスによって行われ得る。変調されていない搬送波信号は、第２の信号と実質的に同じ周波数を有し得る。

【0016】

異なる離散固定周波数のセットの各周波数は、２進コードの別個のビットに対応し得、各ビットの値は、離散固定周波数のセット内のビットの関連周波数の送信又は送信の欠如によって決定される。たとえば、送信される周波数の欠如は、その周波数に関連するビットを値＝０にセットし得、その周波数の送信は、ビットを値＝１にセットする。コード内のビットの順番は、セット内の周波数の位置によって、あらかじめ決定され得る。

【0017】

その結果として、異なる離散固定周波数のセットは、通常は、２進コードのビットの数と等しい又はそれを超える異なる離散固定周波数の数（Ｎ）を含むことになる。したがって、通常は、Ｎ＞２である。

【0018】

原則として、タグ及びインテロゲータが適切に構成された場合、周波数のうちの１つ又は複数が、同時に送信され得るが、タグの送信器は、順に異なる離散固定周波数のそれぞれを送信するようになされ得る。

【0019】

２進コードは、タグを識別し得る、すなわち、タグに特有でもよい。２進コードは、タグが取り付けられた物体を識別し得、別法として、２進コードは、タグが取り付けられた物体のタイプを識別し得る、すなわち、タグに特有でなくてもよいが、タグが取り付けられた物体のタイプに特有でもよい。

【0020】

起動信号は、単一の実質的に固定された周波数の、有利には第２の信号と同じ周波数の、信号を含み得る。リターンが、第２の信号と同じ周波数のものになるとき、インテロゲータにおいて受信される視野を有する物体からの起動信号の反射は、最小中間周波数応答を生み出すことになるので、これは、有利である。たとえば、ドップラ・シフトの結果として、生み出されたいずれも、タグに帰するリターンとは容易に区別され得る。

【0021】

有利には、インテロゲータは、第２の信号を送信して起動信号を提供するように構成される。言い換えれば、起動信号は、第２の信号を含み得る又は第２の信号で構成され得、有利には、第２の信号と実質的に同一である。したがって、有利には、インテロゲータは、信号を生成する信号ジェネレータと信号を起動信号及び第２の信号を提供する２つの実質的に同一の信号に分けるための手段とを備える。

【0022】

インテロゲータが、第２のモードで動作している間、起動信号は、連続波信号として送信され得る、すなわち、実質的に連続して送信され得、別法として、起動信号は、パルス信号でもよい。

【0023】

別法として、起動信号及び第２の信号は、２進コードに対応する一連の離散固定周波数を含み得る。一連の離散固定周波数は、順に送信器によって送信され得る。

【0024】

起動信号及び第２の信号が、一連の実質的に固定された周波数を備える場合、動眼視野における非アクティブ物体からのリターンは、実質的に、中間周波数応答がもしあればそれらのリターンがミキサにおいて混合されて、最小を生み出す、第２の信号と、任意のドップラ・シフトは別として、同じ周波数であることになる。

【0025】

起動信号は、有利には、その一連の実質的に固定された周波数のそれぞれの送信の終わりとその一連の内の次の周波数の送信の初めとの間の遅延を含む。この遅延は、有利には、リターンが動眼視野内の非アクティブ物体から予期されることになる時間枠より長い。これは、インテロゲータが次の周波数を生成及び送信していれば、前の送信された周波数からの物体からのリターンは受信されず、結果として、次の周波数に現在もあることになる及びそうでない場合にはスプリアス出力信号を生み出すであろう第２の信号と混合されない、ということを確実にする。必要な遅延の長さは、インテロゲータの効果的範囲に依存することになる。たとえば、２ｋｍまで離れた標的を検出する、短距離レーダについては、少なくとも１５μｓの遅延が、適切であろう。

【0026】

起動信号の一連の離散固定周波数は、第２の信号の周波数偏移変調によってエンコードされ得る。

【0027】

信号ジェネレータ手段は、第１の信号と第２の信号の両方を生成するためにコントローラからの制御下で実施可能な電圧制御の発振器を備え得る。別法として、信号ジェネレータは、第１の信号及び第２の信号を生成するために、別個の発振器を備え得る。

【0028】

１つの配置では、タグは、一連の離散固定周波数を生成するようになされた、電子発振器を含む、ローカル信号ジェネレータを備え得る。

【0029】

別法として、既製のＦＭＣＷレーダ・システムの入手しやすさを理由としてほとんどの適用において恐らくは好ましくないが、タグは、インテロゲータに向けて修正信号を反射する前に受信信号を受信及び修正するようになされたアクティブ反射器手段を備え得る。

【0030】

１つの適用では、インテロゲータは、たとえば、自律型自動車の運転者支援システム及び／又はコントローラの一部として、自動車によって運ばれ得る。

【0031】

タグは、ストリート・ファニチャのアイテムにおいて運ばれ得る。その場合、２進コードは、ストリート・ファニチャのタイプ、たとえば、タグが道路標識（及び任意選択でそのタイプ）、電柱、又は交通信号のセットに取り付けられているかどうか、を識別し得る。

【0032】

別の例示的適用では、インテロゲータは、たとえば、非常に低い高度、たとえば、＜２００ｍ、で地上を横断して飛行するように実施可能な、無人航空機によって運ばれ得る。タグは、地上の構造物及び／又は別の航空機に貼り付けられ得る。

【0033】

そのようなものとして、システムは、さらなるタグを備え得、さらなるタグは、それを介してさらなるタグが離散固定周波数のセットから選択された異なる一連の異なる離散固定周波数の送信を介して異なる２進コードを送信するようになされた、送信器を備える。

【0034】

インテロゲータ・レーダは、第１の起動信号とは異なる第２の起動信号を送信するようになされ得、そこにおいて、さらなるタグは、第２の起動信号を受信することに応答して異なる２進コードを送信するようになされる。異なるタグが、異なる起動信号に応答するとき、これは、インテロゲータ・レーダに対して類似のアジマス位置にある異なるタグを区別するための手段を提供する。

【0035】

別法として又は追加で、第２の起動信号は、第１の起動信号に対して異なる周波数バンドで送信され得、そこで、第１の起動信号及び第２の起動信号は、一連の実質的に固定された周波数を備え、第２の起動信号は、第１の起動信号に対して周波数の異なる選択を備え得る。

【0036】

ここで、例として以下の図を参照して、発明が、説明される。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】インテロゲータ及びタグ・トランスポンダを示すレーダ及び無線周波数タグ・システムの概略図である。

【図2】５ビット幅コードのシミュレーションされたパワー・スペクトルのイラストレーションである。

【図3】インテロゲータがアクティブ標的検出モードで動作している間の、交換中のインテロゲータ及びタグによって送信される周波数を示す概略図である。

【図4】値１１１０１の起動コードを受信したときのタグのミキサの出力において予期されるビート周波数のシミュレーションされたスペクトルである。

【図5】値１１００１のＩＤコードを受信したときのインテロゲータのミキサの出力において予期されるビート周波数のシミュレーションされたスペクトルである。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、インテロゲータ・レーダ１００とインテロゲータ・レーダ１００の動眼視野内の物体（図示せず）に取り付けられたタグ・トランスポンダ（タグ）２００とを備えるレーダ及び無線周波数タグ・システムの簡略化された概略図である。

【0039】

インテロゲータ・レーダ１００は、送信アンテナ１０１、別個の受信アンテナ１０２、電圧制御の発振器（ＶＣＯ：ｖｏｌｔａｇｅ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０３、スイッチ１０４、低ノイズ増幅器１０５、無線周波数ミキサ１０６、フィルタ１０７、アナログ－デジタル・コンバータ１０８、及び、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１１１、モード・セレクタ副機能１１３を含むコントローラ１１２を含む機能を実装するプロセッサ・システム１１０を備える。

【0040】

インテロゲータ・レーダ１００は、送信器と受信器の両方が同時に動作することを可能にするように構成された別個の送信アパーチャ及び受信アパーチャを有する。

【0041】

プロセッサ・システム１１０はまた、タグ２００及び／又はタグ２００が取り付けられた物体を識別するタグＩＤコードの及び各ＩＤコード対応情報のリストを含むコード・ライブラリ１１４を保持するコンピュータ可読メモリを含む。

【0042】

インテロゲータ・コントローラ１１２のモード選択機能１１３の制御下で、インテロゲータ・レーダ１００は、ＦＭＣＷレーダ・モードとアクティブ標的検出モードとの間で切り替え可能に実施可能である。

【0043】

ＦＭＣＷレーダ・モードでは、ＦＭＣＷ信号が、動眼視野にわたり送信アンテナ１０１を介して送信されるように、スイッチ１０４は、閉じており、ＶＣＯ１０３は、急速変調搬送波信号を生成させた。

【0044】

動作周波数などのパラメータ、変調パターン（たとえば、鋸歯状、三角形又は正弦）、及び掃引バンド幅傾斜は、適用要件に依存することになる。ほとんどの適用は、短距離使用、すなわち、インテロゲータ１００から１００ｍ未満の物体の測距をしばしば含むことになる２キロメートル以内の測距物体、のためであることになる、ということが想定される。自動車適用については、７６ＧＨｚから８１ＧＨｚの間の動作周波数が、適している。前述の範囲における必要な分解能を提供するために、１μｓ当り１０Ｋｈｚを超える掃引バンド幅傾斜が、適切であるが、１μｓ当り１ＭＨｚを超えるのがさらに好ましい。しかしながら、これらの値は、制限と見なされるべきではない。

【0045】

動眼視野において物体から受信器アンテナ１０２において受信されたＦＭＣＷ信号の反射リターンは、低ノイズ増幅器１０５によって増幅され、ミキサ１０６に入力される。ＶＣＯ１０３の出力はまた、ＶＣＯ１０３の出力が、送信されている信号と実質的に同一である受信器アンテナ１０２において受信された信号と混合されるようにローカル発振器（ｌｏ：ｌｏｃａｌ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）信号を同時に提供するように、ミキサ１０６の入力に接続される。混合されるとき、反射リターンは、インテロゲータからの物体の範囲を示すミキサ１０３の出力において中間周波数の存在を生じさせるｌｏ信号に対して異なる周波数を有する。中間周波数の振幅（電力）は、物体のレーダ横断面を示す。

【0046】

ミキサ１０６からの出力は、所望の中間周波数を分離するためにフィルタ１０７によってフィルタ処理され、ＡＤＣ１０８によってデジタル化され、ＤＳＰ１１１に渡される。潜在的標的の詳細は、たとえば、インテロゲータが接続されたシステムに、出力１１５を介して出力される。たとえば、車両の高度運転者支援システム（又は、自律型車両の場合、制御システム）。

【0047】

送信アンテナ１０１は、アジマス及び／又は高度に関する正確に位置を識別された物体に広い動眼視野にわたって掃引され得る狭ビームに関してＦＭＣＷ信号が焦点を合わされることを可能にして、位相アレイ・アンテナ、有利には電子的にスキャンされた位相アレイ・アンテナ、によって実装され得る。

【0048】

この動作は、ＦＭＣＷレーダには従来通りのことであり、したがって、さらに詳述はされない。

【0049】

時々、モード・セレクタ副機能１１３の制御下で、インテロゲータ１００は、動眼視野内の任意のアクティブ標的の存在を決定する及びそれを識別するために、アクティブ標的検出モードに一時的に切り替えられる。

【0050】

モード・セレクタ副機能１１３は、たとえば、ある特定の期間が経過した後、ある特定の数のＦＭＣＷ周波数掃引が完了した後、又は、適用可能であれば、動眼視野を横断するＦＭＣＷビームのある特定の数の掃引の後に、周期的にアクティブ標的検出モードに動作を切り替えるように構成され得る。

【0051】

別法として、又は追加で、モード・セレクタ副機能１１３は、動眼視野内の新しい物体の存在を識別することに応答してインテロゲータをアクティブ標的検出モードに切り替え得る。

【0052】

アクティブ標的検出モードでは、コントローラ１１３の制御下で、ＶＣＯ１０３は、１セットの周波数から選択された実質的に固定された周波数ＲＦ信号のシーケンスを生成する。選択された周波数は、コード・ライブラリ１１４において保持された２進起動コードを表す。シーケンスは、送信器１０１によって送信され、ミキサ１０３に入力されるｌｏ信号として使用される。

【0053】

遅延は、動眼視野内の物体からの任意のリターンを受信するために要する時間より長い、シーケンスの各周波数の送信の中止とシーケンス内の次の送信の開始との間で提供される。これは、前の送信された周波数からのリターンの結果として生成されている中間周波数がその後の生成された周波数のｌｏと混合されることを防止する。短距離適用について、任意のリターンが、数マイクロ秒以内で予期されることになり、その場合、遅延の適切な持続期間は、≧数十マイクロ秒であろう。実際には、シーケンスの次の周波数をＶＣＯ１０３に生成させるためにコントローラ１１２が要する時間は、予期されるリターンを受信するために要する時間より長く、したがって、送信シーケンス内のこの遅延の意図的な提供は、必要であると予期されない。これは、単一のプログラミング動作が、通常は、周波数チャープを生成するために使用されることになる、ＦＭＣＷモードでの動作と対照をなす。

【0054】

起動コードが、ＦＭＣＷバンド内の周波数（ｆｃ）の搬送波を変調する周波数偏移キーを介して送信される。搬送波周波数に関連する周波数バンドは、サブバンドに分けられ、各サブバンドは、２進コード内の特定のビット位置に割り当てられている。サブバンド内の周波数の存在又は欠如は、ビット位置のビット値を示す。

【0055】

図２は、５ビット２進コードにおけるビット位置へのサブバンドの例示的割り当てを示す概略図である。

【0056】

周波数バンドは、サブバンドに分けられ、第１のサブバンドは、ｆｃ＋７５０ｋＨｚを中心とし、その他のサブバンドは、７５０ｋＨｚの倍数、すなわち、ｆｃ＋２＊７５０ｋＨｚ、ｆｃ＋３＊７５０ｋＨｚ、ｆｃ＋４＊７５０ｋＨｚ、ｆｃ＋５＊７５０ｋＨｚ、を中心とする。これは、Ｎビット２進数が使用されるｆｃ＋Ｎ＊７５０ｋＨｚまで拡張され得る、ということが理解されよう。ｆｃ未満の同じ間隔によって段階付けられた周波数もまた、使用され得る、たとえば、ｆｃ－７５０ＫＨｚ。

【0057】

図３を参照すると、値１１１０１の５つの２進ビット・コードを送信するために、信号が、周波数ｆｃ＋７５０ｋＨｚ、ｆｃ＋２＊７５０ｋＨｚ、ｆｃ＋３＊７５０ｋＨｚ、及びｆｃ＋５＊７５０ｋＨｚのそれぞれにおいて、しかしｆｃ＋４＊７５０ｋＨｚにおいてではなく、送信される。この例示的プロトコルでは、周波数の存在は、ビット値＝１に対応し、周波数の欠如は、ビット値＝０に対応する。

【0058】

インテロゲータ１００は、存在する任意のタグ２００による完全な受信の可能性を高めるために、少なくとも２度、コードを送信する。周波数のセットの各周波数は、特定のビット位置に割り当てられるので、周波数がタグ２００によって受信される順番は、重要でない。したがって、周波数が送信される順番もまた重要でない、ということもまた明らかである。コードが送信された後は、インテロゲータ１００は、応答を待つために、送信を停止する（コントローラ１１２がスイッチ１０４を開く）。ＶＣＯ１０３は、受信器アンテナ１０２から受信された任意の信号と混合されるためにミキサ１０４に継続して入力される搬送波周波数、ｆｃ、を生成し続ける。

【0059】

間隔値の７５０ｋＨｚは、重要ではない。それでも、周波数のセットの各周波数の間の間隔値は、セットのどの周波数が送信されたかを識別する際に曖昧さを引き起こす、インテロゲータ１００とタグ２００との相対速度差の結果としての、ドップラ・シフトを防止するのに十分に大きくなければならない（又は、言い換えれば、その各サブバンドが十分に広い）。

【0060】

図１に戻って参照すると、タグ・トランスポンダ２００は、共用される送信及び受信アンテナ２０１及び循環装置２０１Ａ、ミキサ２０２、スイッチ２０４を介してミキサ２０２とアンテナ２０１の両方に接続された出力を有するＶＣＯ２０３、フィルタ２０５、ＡＤＣ２０６、並びにデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）２１１及びコントローラ２１２を含む機能を実装するトランスポンダ・プロセッサ２１０を備える。コントローラ２１２は、２進起動コード２１３とタグ２００を識別する２進ＩＤコード２１４とを保持するコンピュータ可読メモリを含む。

【0061】

それのデフォルト動作モードにおいて、タグ２００は、ミキサ２０２が、アンテナ２０１において受信された信号をＶＣＯ２０３によって生成された周波数ｆｃ（すなわち、搬送波周波数と同じもの）のｌｏ信号と混合する、パッシブ・リスニング・モードで動作する。ミキサ２０２の出力は、フィルタ２０４を使用してフィルタ処理され、ＡＤＣ２０５によってデジタル化され、起動コードを聞くタグのＤＳＰ２１１によって処理される。

【0062】

ミキサ２０２におけるｆｃとの混合の後の値１１１０１の５ビット２進コードを受信したときに予期される中間周波数のスペクトルが、図４に示されている。

【0063】

コントローラ２１２が、起動コードの受信を決定した後は、コントローラ２１２は、応答してそれのＩＤコード２１４を送信するために、タグ２００を一時的にアクティブにする。

【0064】

ＩＤコードは、起動コードを送信するためにインテロゲータ１００によって使用されるものとしての搬送波ｆｃを変調する周波数偏移キーの同じプロセスを使用して、すなわち周波数のセットから選択された異なる固定周波数のシーケンスを送信することを介して、送信される。

【0065】

図３に戻って参照すると、たとえば、ＩＤコードが、値１１００１の５ビット２進コードである場合、ＶＣＯ２０３は、コントローラ２１２の制御下で、ｆｃ＋３＊７５０ｋＨｚ又はｆｃ＋４＊７５０ｋＨｚではなく、周波数ｆｃ＋７５０ｋＨｚ、ｆｃ＋２＊７５０ｋＨｚ及びｆｃ＋５＊７５０ｋＨｚを生成させられる。

【0066】

ＩＤコードに対応する一連の周波数は、コントローラ２１２の制御下でＶＣＯ２０３によって生成され、スイッチ２０４を閉じることによってコントローラ２１２によってＶＣＯ２０３と接続されたアンテナ２０１を介して送信される。

【0067】

送信信号は、インテロゲータ受信器１０２において受信され、増幅器１０５によって増幅され、それらがＶＣＯ１０３からの周波数ｆｃのローカル発振器信号と混合されるミキサ１０４に入力される。

【0068】

値１１００１の５ビット２進コードを受信したときにミキサ１０６の出力において予期される中間周波数（ビート周波数）のスペクトルが、図５に示されている。

【0069】

受信されたコードは、タグ及び／又はタグが取り付けられた物体の識別と接続されたシステムに出力１１５を介して出力される識別情報とを決定するために、コード・ライブラリ２１４において検索される。

【0070】

ＦＭＣＷレーダ・モードでのように、送信器１０１は、動眼視野を横断して狭ビームを掃引するように構成され得る。各ボアサイト位置において、起動コードが、送信され、次のボアサイト位置に移動すること及び繰り返すことの前に受信されることになる存在する任意のタグ２００からのリターンのリスニング期間がその後に続く。このようにして、動眼視野内のアジマス及び／又は高度におけるタグ２００の正確な位置情報が、取得され得る。検出されたタグ２００までの範囲は、次いで、タグ２００が検出されたアジマスにおいて、ＦＭＣＷレーダ・モードで範囲を測定することによって、決定される。

【0071】

タグが対象の物体に関連付けられていない、たとえば、地上のナビゲーション・ビーコンとして使用されている、又は相対的に小さなレーダ横断面を有する物体に取り付けられている、適用において、タグ２００は、拡大された明白なレーダ横断面をインテロゲータ１００に提供するためにレーダ反射器（３面の、又は他の）を含み得る又はそれに取り付けられ得る。

【0072】

ＦＭＣＷレーダ・モード及びアクティブ標的検出モードを一緒に使用することは、クラッタに対するタグの検出並びに２Ｄ又は３Ｄ位置決めを可能にする。

【0073】

ＩＤコードは、タグの恒久識別子を提供するタグ２００の不揮発性メモリにプログラムされ得る。別法として、タグ２００は、コードが変更され得るように、再プログラムされ得る。

【0074】

前述の技法はまた、タグ２００に追加情報をインテロゲータに送信させるために使用され得る。たとえば、タグがストリート・ファニチャに取り付けられた適用において、タグは、それに近接して生じる動的イベントの警報を提供する、たとえば、道路交通事故又は道路上の氷の存在などの一時性劣悪道路条件につながる環境要因の警報を提供する、ために必要に応じて再プログラムされ得る。

【0075】

前述のシステムに対するより単純な変形形態において、タグ２００は、特定の単一固定周波数信号、たとえば、変調されていない搬送波周波数信号、を受信することに応答してそれのＩＤコード２１４を送信するようにアクティブにされ得る。前のように、インテロゲータ１００のＶＣＯ１０３は、同じ信号をミキサ１０４に提供することになる。

【0076】

さらなる単純化において、タグ２００は、代わりに、周期的にそれのＩＤコードをブロードキャストするように構成され得る。その場合、インテロゲータ１００は、アクティブ標的検出モードにあるときに、起動信号を送信する必要はない。ＩＤコードが送信される搬送波周波数は、ＦＭＣＷレーダ・モードでの動作中にインテロゲータにおいてスプリアス信号を作成するタグ２００からの送信を回避するために、ＦＭＣＷレーダ・モードで送信されるＦＭＣＷチャープのバンド外にあるように選択され得る。しかしながら、この変形形態は、それが、動眼視野のアジマス又は高度内のタグの正確な位置決めを可能にしない、それが、電力消費の増加を必要とし、利用可能なバンド幅を非効率的に使用する、ということを含むいくつかの理由で、好ましくない。

【0077】

同じ搬送波周波数がそれぞれに起動信号及びＩＤコードを送信するためにインテロゲータ及びタグによって使用されるということが好ましいが、これは必須ではない。

【0078】

複数のタグが、同じアジマスで現れることが予期され得、したがって、両方が同時にアクティブにされ得る、適用では、異なるタグは、異なるコード又は異なる周波数バンドで送信される同じコードによってアクティブにされるように構成され得る。その場合、インテロゲータは、タグを順次にアクティブにするために各アジマス位置において順次に異なる起動コードを送信する（又は異なるバンドにおいてコードを繰り返す）ように構成され得る。

【0079】

共用アンテナ及び循環装置ではなくて、タグは、インテロゲータのように、代わりに別個の送信及び受信アンテナを備え得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】