(57)【要約】【課題】インタロゲータとレスポンダの間でマイクロ波を利用して双方向に通信を行うトランスポンダにおいて、上記インタロゲータの送信機能及び受信機能の故障を検出する。【解決手段】書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信する送信機能（１〜４）を有すると共に、応答波Ｓ３を受信する受信機能（５〜７，１）を有するインタロゲータＱと、上記インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を受信し、内部の応答信号を拡散変調して応答波Ｓ３として該インタロゲータＱに返信するレスポンダＲと、から成るトランスポンダにおいて、上記レスポンダＲに、自己の機能の故障を検出する故障検出手段（１２，２０）を備えた。これにより、上記レスポンダＲの受信機能側及び送信機能側の動作がそれぞれ正常か否かを診断して装置の故障を検出することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込波及び質問波を送信する送信機能と共に応答波を受信する受信機能を有する質問器と、
上記質問器から送信される書込波及び質問波を受信し、応答信号を拡散変調して応答波として該質問器に返信する応答器と、
から成るトランスポンダにおいて、
上記応答器に、自己の機能の故障を検出する故障検出手段を備えたことを特徴とするトランスポンダ。
【請求項２】
上記応答器の故障検出手段は、上記質問器から送信される書込波を受信する受信機能が正常か否かを診断する受信機能診断手段を備えて成ることを特徴とする請求項１記載のトランスポンダ。
【請求項３】
上記受信機能診断手段は、上記応答器の内部で生成されたテストデータを変調するテストデータ変調部を備え、この変調したテストデータを復調して検波するものとしたことを特徴とする請求項２記載のトランスポンダ。
【請求項４】
上記応答器の故障検出手段は、上記質問器からの質問波を受信し応答信号を拡散変調して応答波として該質問器に返信する送信機能が正常か否かを診断する送信機能診断手段を備えて成ることを特徴とする請求項１記載のトランスポンダ。
【請求項５】
上記送信機能診断手段は、上記応答器の内部に応答信号を拡散変調して相関する処理手段を備え、その結果を基にフィードバックデータを生成するものとしたことを特徴とする請求項４記載のトランスポンダ。
【請求項６】
上記送信機能診断手段は、上記応答器の内部に拡散変調された応答信号を復調する応答信号復調部を備え、この復調した信号を基にフィードバックデータを生成するものとしたことを特徴とする請求項４記載のトランスポンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器と応答器の間でマイクロ波を利用して双方向に通信を行うトランスポンダに関し、特に、上記応答器の受信機能及び送信機能がそれぞれ正常に動作しているか否かを診断して装置の故障を検出することができるトランスポンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、列車運行の安全性を確保するために列車の位置情報等を収集する装置として、マイクロ波を利用して双方向に通信を行うトランスポンダが開発されている。従来のこの種のトランスポンダは、図５に示すように、書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信すると共に応答波Ｓ３を受信する質問器としてのインタロゲータＱと、このインタロゲータＱからの書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を受信し、応答信号を拡散変調して応答波Ｓ３として該インタロゲータＱに返信する応答器としてのレスポンダＲとから成っている。このインタロゲータＱは、データ処理部１と、高周波制御部２と、変調部３と、送信アンテナ４と、受信アンテナ５と、復調部６と、デジタル相関器７とを備えて成り、このデータ処理部１には外部の制御装置８が接続されている。また、レスポンダＲは、第１の受信アンテナ１０と、復調部１１と、データ処理部１２と、変調部１３と、第２の受信アンテナ１４と、送信アンテナ１５とを備えて成り、このデータ処理部１２には外部の制御装置１６が接続されている。
【０００３】
そして、インタロゲータＱは、外部の制御装置８からの送信データＤ１をデータ処理部１で処理し、高周波制御部２を介して変調部３で変調した書込信号を送信アンテナ４から書込波Ｓ１として送信すると共に、該高周波制御部２で生成された高周波信号を変調せずにマイクロ波による質問波Ｓ２として送信アンテナ４から送信するようになっていた。また、このインタロゲータＱは、後述のレスポンダＲから返信される応答波Ｓ３を受信アンテナ５で受信し、応答波Ｓ３のみを復調部６で復調してデジタル相関器７で相関し、データ処理部１で受信データＤ２を生成して外部の制御装置８に出力するようになっていた。
【０００４】
一方、レスポンダＲは、上記インタロゲータＱから送信された書込波Ｓ１を第１の受信アンテナ１０で受信し、復調部１１で復調してデータ処理部１２で処理し、外部の制御装置１６に書込信号を出力するようになっていた。また、それと同時に、レスポンダＲの情報を含む応答信号をデータ処理部１２で処理して変調部１３で拡散変調し、これを第２の受信アンテナ１４で受信した質問波Ｓ２を搬送波として用いて送信アンテナ１５から応答波Ｓ３として返信するようになっていた。これにより、上記インタロゲータＱとレスポンダＲとから成るトランスポンダは、マイクロ波を利用して双方向に通信を行うようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のトランスポンダにおいては、レスポンダＲは、自己の機能の故障を外部の制御装置１６で検出する手段を備えておらず、インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信する受信機能の故障、あるいは該インタロゲータＱからの質問波Ｓ２を受信し、応答信号を拡散変調して応答波Ｓ３として返信する送信機能の故障を検出することができなかった。そのため、インタロゲータＱから外部の制御装置８に読み込まれた受信データＤ２に異常があった場合に、それがレスポンダＲの装置故障によるものかどうかを検出することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、質問器と応答器の間でマイクロ波を利用して双方向に通信を行うトランスポンダにおいて、上記応答器の受信機能及び送信機能がそれぞれ正常か否かを診断して装置の故障を検出することができるトランスポンダを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】＊
上記目的を達成するために、本発明によるトランスポンダは、書込波及び質問波を送信する送信機能と共に応答波を受信する受信機能を有する質問器と、上記質問器から送信される書込波及び質問波を受信し、応答信号を拡散変調して応答波として該質問器に返信する応答器と、から成るトランスポンダにおいて、上記応答器に、自己の機能の故障を検出する故障検出手段を備えたものである。
【０００８】
このような構成により、上記応答器に備えられた故障検出手段によって、該応答器の受信機能及び送信機能の故障を検出する。
【０００９】
ここで、上記応答器の故障検出手段は、上記質問器から送信される書込波を受信する受信機能が正常か否かを診断する受信機能診断手段を備えて成るものである。これにより、上記受信機能診断手段によって、応答器の受信機能が正常か否かを診断して該応答器の故障が検出される。
【００１０】
また、上記受信機能診断手段は、上記応答器の内部で生成されたテストデータを変調するテストデータ変調部を備え、この変調したテストデータを復調して検波するものである。これにより、上記テストデータ変調部で、上記応答器の内部で生成されたテストデータを変調し、この変調したテストデータが復調されて検波される。
【００１１】
また、上記応答器の故障検出手段は、上記質問器からの質問波を受信し応答信号を拡散変調して応答波として該質問器に返信する送信機能が正常か否かを診断する送信機能診断手段を備えて成るものである。これにより、上記送信機能診断手段によって、応答器の送信機能が正常か否かを診断して該応答器の故障が検出される。
【００１２】
さらに、上記送信機能診断手段は、上記応答器の内部に応答信号を拡散変調して相関する処理手段を備え、その結果を基にフィードバックデータを生成するものである。これにより、上記処理手段で、応答信号を拡散変調して相関し、その結果を基にフィードバックデータが生成される。
【００１３】
そして、上記送信機能診断手段は、上記応答器の内部に拡散変調された応答信号を復調する応答信号復調部を備え、この復調した信号を基にフィードバックデータを生成するものである。これにより、上記応答信号復調部で、拡散変調された応答信号を復調し、この復調した信号を基にフィードバックデータが生成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明によるトランスポンダの実施の形態を示すブロック図である。このトランスポンダは、マイクロ波を利用して双方向に通信を行う装置で、インタロゲータＱと、レスポンダＲとから成る。このインタロゲータＱは、書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信する送信機能と共に、応答波Ｓ３を受信する受信機能を有する質問器となるもので、データ処理部１と、高周波制御部２と、第１の変調部３と、送信アンテナ４と、受信アンテナ５と、第１の復調部６と、デジタル相関器７とを備えて成る。
【００１５】
データ処理部１は、各種信号を入力して演算処理を行うもので、例えばＣＰＵなどの演算処理装置から成り、外部の制御装置８に接続され、その制御装置８から入力した送信データＤ１を演算処理して高周波制御部２に出力するようになっている。高周波制御部２は、データ処理部１で演算処理された送信データＤ１を入力して制御するもので、高周波信号（マイクロ波）を生成して第１の変調部３に出力できるようになっている。
【００１６】
第１の変調部３は、高周波制御部２を介して出力される送信データＤ１を変調して書込信号を生成するもので、この書込信号を送信アンテナ４から書込波Ｓ３として送信すると共に、高周波制御部２で生成された高周波信号を変調せずにマイクロ波による質問波Ｓ２として該送信アンテナ４から送信するようになっている。なお、上記データ処理部１と、高周波制御部２と、第１の変調部３と、送信アンテナ４とで、書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信する送信機能側を構成している。
【００１７】
また、受信アンテナ５は、後述のレスポンダＲから返信される応答波Ｓ３を受信し得るもので、第１の復調部６に接続されている。第１の復調部６は、受信アンテナ５で受信した信号から応答波Ｓ３のみを検波して復調するもので、この復調された信号をデジタル相関器７に出力するようになっている。デジタル相関器７は、第１の復調部６で復調された信号を所定の値と比較してそれらの変量の相関関係を求めるもので、その結果を上記データ処理部１に出力するようになっている。そして、上記データ処理部１は、デジタル相関器７から出力された信号をデータ化して受信データＤ２を生成し、この受信データＤ２を外部の制御装置８に出力するようになっている。なお、上記受信アンテナ５と、第１の復調部６と、デジタル相関器７と、データ処理部１とで、応答波Ｓ３を受信する受信機能側を構成している。
【００１８】
また、上記レスポンダＲは、上記インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を受信し、応答信号を拡散変調してそれを応答波Ｓ３として該インタロゲータＱに返信する応答器となるもので、第１の受信アンテナ１０と、復調部１１と、データ処理部１２と、変調部１３と、第２の受信アンテナ１４と、送信アンテナ１５とを有し、さらにテストデータ変調部２０を備えて成る。
【００１９】
第１の受信アンテナ１０は、上記インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信するもので、復調部１１に接続されている。この復調部１１は、第１の受信アンテナ１０で受信した質問波Ｓ１を復調して書込信号を生成するもので、この書込信号をデータ処理部１２に出力するようになっている。このデータ処理部１２は、各種信号を入力して演算処理を行うもので、外部の制御装置１６に接続されており、その制御装置１６に上記書込信号を出力するようになっている。なお、上記第１の受信アンテナ１０と、復調部１１と、データ処理部１２とで、上記インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信する受信機能側を構成している。
【００２０】
また、変調部１３は、データ処理部１２から出力される応答信号を拡散変調するもので、第２の受信アンテナ１４及び送信アンテナ１５に接続されている。そして、この変調部１３は、第２の受信アンテナ１４で受信した質問波Ｓ２を搬送波として用いて、拡散変調された応答信号を送信アンテナ１５から応答波Ｓ３としてインタロゲータＱに返信するようになっている。なお、上記データ処理部１２と、変調部１３と、第２の受信アンテナ１４と、送信アンテナ１５とで、上記インタロゲータＱからの質問波Ｓ２を受信し、応答信号を拡散変調して応答波Ｓ３として返信する送信機能側を構成している。
【００２１】
このように構成されたインタロゲータＱと、レスポンダＲとから成るトランスポンダは、高周波信号（マイクロ波）を利用して双方向に通信を行うことができる。すなわち、インタロゲータＱは、外部の制御装置８から入力した送信データＤ１をデータ処理部１で処理し、高周波制御部２を介して第１の変調部３で変調して書込信号を生成し、この書込信号を送信アンテナ４から書込波Ｓ１として外部に送信する。このときレスポンダＲは、この書込波Ｓ１を第１の受信アンテナ１０で受信し、復調部１１で復調してデータ処理部１２で演算処理し、外部の制御装置１６に出力する。これにより、インタロゲータＱは、送信データＤ１を変調した書込信号を書込波Ｓ１として送信し、該書込信号を外部の制御装置１６に書き込むようになっている。
【００２２】
また、それと同時に、インタロゲータＱは、高周波制御部２で生成された高周波信号を第１の変調部３で変調せずにマイクロ波による質問波Ｓ２として送信アンテナ４から送信する。このときレスポンダＲは、外部の制御装置１６から出力された内部データをデータ処理部１２で処理して変調部１３に出力し、該変調部１３で拡散変調して応答信号を生成し、この応答信号を第２の受信アンテナ１４で受信した質問波Ｓ２を搬送波として用いて送信アンテナ１５から応答波Ｓ３として返信する。そして、インタロゲータＱは、この応答波Ｓ３を受信アンテナ５で受信し、応答波Ｓ３のみを第１の復調部６で検波して復調し、デジタル相関器７で相関してデータ処理部１で受信データＤ２を生成し、外部の制御装置８に出力する。これにより、外部の制御装置８は、レスポンダＲからインタロゲータＱに返信される応答波Ｓ３により生成される受信データＤ２を読み込むようになっている。
【００２３】
ここで、本発明においては、図１に示すように、上記レスポンダＲの内部に、テストデータ変調部２０が設けられている。このテストデータ変調部２０は、上記レスポンダＲの内部で生成されたテストデータを変調するもので、該レスポンダＲの受信機能診断手段を構成し、データ処理部１２から信号を入力し、それを復調部１１に出力するようになっている。
【００２４】
このレスポンダＲの受信機能診断手段は、上記インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信する受信機能側（１０〜１２）の動作が正常か否かを診断するもので、図２に示すように、上記レスポンダＲのデータ処理部１２で生成されたテストデータを変調するテストデータ変調部２０を備え、この変調したテストデータを復調して検波するものである。これにより、上記テストデータ変調部２０で、上記データ処理部１２で生成されたテストデータを変調し、この変調したテストデータを復調部１１で復調し、データ処理部１２で検波することができる。
【００２５】
具体的には、インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１（図１参照）をレスポンダＲが受信していないときに、外部の制御装置１６からテストデータ制御信号をデータ処理部１２で入力し、この信号を基にデータ処理部１２で所定のテストデータを生成してテストデータ変調部２０に出力する。そして、このテストデータをテストデータ変調部２０で上記書込波Ｓ１と同一の周波数で変調し、それを復調部１１に出力する。このとき、復調部１１は、受信アンテナ１０で書込波Ｓ１を受信するときと同様に、上記変調されたテストデータを復調し、データ処理部１２に出力する。そして、データ処理部１２は、上記復調されたテストデータを検波し、外部の制御装置１６に出力する。これにより、外部の制御装置１６は、所定のテストデータを入力したことを確認することによって、レスポンダＲの第１の受信アンテナ１０を除く受信機能側（１１，１２）の動作が正常であることを診断して該レスポンダＲの故障を検出することができる。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。この実施形態によるレスポンダＲの故障検出手段は、上記インタロゲータＱから送信される質問波Ｓ２を受信して拡散変調した応答波Ｓ３を該インタロゲータＱに返信するレスポンダＲの送信機能側（１２〜１５）の動作が正常か否かを診断する送信機能診断手段を備えて成るものである。この送信機能診断手段は、上記レスポンダＲの内部に応答信号を拡散変調して相関する処理手段となるデータ処理部１２を備え、その結果を基にフィードバックデータを生成するものである。これにより、外部の制御装置１６からの応答信号を上記処理手段となるデータ処理部１２で入力して拡散変調し、その変調した信号をさらにデータ処理部１２に戻して相関し、その結果を基にフィードバックデータを生成し、それを外部の制御装置１６に出力することができる。そして、外部の制御装置１６は、このフィードバックデータを入力し、それを応答信号と照合することにより、レスポンダＲの送信機能側を構成するデータ処理部１２の動作が正常であることを診断して該レスポンダＲの故障を検出することができる。
【００２７】
図４は、本発明の第３の実施形態を示すブロック図である。この実施形態による送信機能診断手段は、上記レスポンダＲの内部に拡散変調された応答信号を復調する応答信号復調部２１を備え、この復調した信号を基にフィードバックデータを生成するものである。これにより、上記応答信号復調部で、応答信号を復調し、この復調した信号を基にフィードバックデータを生成し、それを外部の制御装置１６に出力することができる。そして、外部の制御装置１６は、このフィードバックデータを入力し、それを応答信号と照合することにより、レスポンダＲの第２の受信アンテナ１４を除く送信機能側（１２，１３，１５）の動作が正常であることを診断して該レスポンダＲの故障を検出することができる。
【００２８】
なお、以上の説明において、故障検出手段を構成するレスポンダＲの受信機能診断手段と送信機能診断手段とは、それぞれ独立して動作するものとして説明したが、本発明はこれに限られず、これらが同時に作動するものとしてもよい。また、図１〜図４に示すレスポンダＲの受信アンテナは、書込波Ｓ１を受信する第１の受信アンテナ１０と、質問波Ｓ２を受信する第２の受信アンテナ１４との２個のアンテナからなるものとして説明したが、本発明はこれに限られず、１個のアンテナを併用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係る発明によれば、書込波及び質問波を送信する送信機能と共に応答波を受信する受信機能を有する質問器に備えられた故障検出手段によって、該応答器の受信機能及び送信機能がそれぞれ正常か否かを診断して装置の故障を検出することができる。したがって、トランスポンダの装置故障による通信異常があった場合に、それが応答器の装置故障によるものかどうかを検出することができる。
【００３０】
ここで、請求項２に係る発明によれば、上記応答器の故障検出手段は、上記質問器から送信される書込波を受信する受信機能が正常か否かを診断する受信機能診断手段を備えて成るものであることにより、該受信機能診断手段によって、応答器の受信機能が正常か否かを診断して該応答器の故障を検出することができる。
【００３１】
また、請求項３に係る発明によれば、上記受信機能診断手段は、上記応答器の内部で生成されたテストデータを変調するテストデータ変調部を備え、この変調したテストデータを復調して検波するものであることにより、該テストデータ変調部で、上記応答器の内部で生成されたテストデータを変調し、この変調したテストデータを復調して検波することができる。したがって、所定のテストデータを基に応答器の受信機能が正常か否かを診断して該応答器の故障を検出することができる。
【００３２】
また、請求項４に係る発明によれば、上記応答器の故障検出手段は、上記質問器からの質問波を受信し応答信号を拡散変調して応答波として該質問器に返信する送信機能が正常か否かを診断する送信機能診断手段を備えて成るものであることにより、該送信機能診断手段によって、応答器の送信機能が正常か否かを診断して該応答器の故障を検出することができる。
【００３３】
さらに、請求項５に係る発明によれば、上記送信機能診断手段は、上記応答器の内部に応答信号を拡散変調して相関する処理手段を備え、その結果を基にフィードバックデータを生成するものであることにより、該処理手段で、応答信号を拡散変調して相関し、その結果を基にフィードバックデータを生成することができる。したがって、このフィードバックデータを基に応答器の送信機能の動作が正常か否かを診断して該応答器の故障を検出することができる。
【００３４】
そして、請求項６に係る発明によれば、上記送信機能診断手段は、上記応答器の内部に拡散変調された応答信号を復調する応答信号復調部を備え、この復調した信号を基にフィードバックデータを生成するものであることにより、上記応答信号復調部で、拡散変調された応答信号を復調し、この復調した信号を基にフィードバックデータを生成することができる。したがって、このフィードバックデータを基に応答器の送信機能の動作が正常か否かを診断して該応答器の故障を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトランスポンダのインタロゲータ及びレスポンダの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すブロック図で、レスポンダに設けられた受信機能診断手段を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すブロック図で、レスポンダに設けられた送信機能診断手段を示す。
【図４】本発明の第３の実施形態を示すブロック図で、送信機能診断手段の他の実施形態を示す。
【図５】従来のトランスポンダを示すブロック図である。
【符号の説明】
Ｑ…インタロゲータ
Ｒ…レスポンダ
Ｓ１…書込波
Ｓ２…質問波
Ｓ３…応答波
１０…第１の受信アンテナ
１１…復調部
１２…データ処理部
１３…変調部
１４…第２の受信アンテナ
１５…送信アンテナ
１６…制御装置
２０…テストデータ変調部
２１…応答信号復調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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