(57)【要約】１．第１及び第２の送−受信所間の距離を求める方法。２．１  送−受信所は、車両技術において通常のように、鍵なし錠装置において、鍵モジュールを確認するための電子鍵モジュール又は評価装置として使用される。一義的な確認番号により評価装置に対応せしめられる鍵モジュールが評価装置の近くにないと、錠装置の動作停止が阻止される。新しい方法は、２つの送−受信所の間の距離を高い分解度で求めるのを可能にする。２．２．新しい方法では、送−受信所においてそれぞれ１つの送信信号が発生され、所定のパルス繰返し周波数を持つマイクロ波パルス列として、それぞれ他方の送−受信所へ送信される。送信信号のパルス繰返し周波数は、パルス繰返し周波数よりなるべく小さい所定の差周波数だけ互いに相違している。送−受信所において、それぞれの送−受信所から送信される送信信号のパルスと受信される受信信号のパルスが重なる時点に相当する一致時点が求められる。送−受信所間の距離は一致時点から求められる。
2006510001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の送−受信所（１，２）において、第１又は第２の送信信号（Ｓ１，Ｓ２）が発生され、所定のパルス繰返し周波数（ｆｐ１，ｆｐ２）を持つマイクロ波パルス列として、他の送−受信所（２，１）へ送信され、この他の送−受信所により受信信号（Ｅ２，Ｅ１）として受信され、送信信号（Ｓ１，Ｓ２）のパルス繰返し周波数（ｆｐ１，ｆｐ２）が、所定の差周波数（ｆｄ）だけ互いに相違しており
第１及び第２の送−受信所（１，２）において、それぞれの送−受信所（１，２）により送信される送信信号（Ｓ１，Ｓ２）のパルス及び受信される受信信号（Ｅ１，Ｅ２）のパルスが重なる時点に相当する第１又は第２の一致時点（ｔ１１，ｔ１２，・・・ｔ２１，ｔ２２，・・・）が求められ、
一致時点の間の間隔（ｔｍ；ｘ，ｙ；Ｕ，Ｄ）から、送−受信所（１，２）の間の距離が求められる
ことを特徴とする、第１及び第２の送−受信所（１，２）の間の距離を求める方法。
【請求項２】
第１及び第２の一致時点の間の時間的ずれに相当する一致間隔（ｔｍ）が、両方の送−受信所（１，２）の間の距離の尺度として求められることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２の一致時点（ｔ２１，ｔ２２）についての情報が、無線チャネルを介して第２の送−受信所（２）から第１の送−受信所（１）へ伝送され、一致間隔（ｔｍ）が、第１の送−受信所（１）において、伝送される情報と第１の送−受信所（１）において求められる第１の一致時点（ｔ１１，ｔ１２）から求められることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第２の一致時点（ｔ２１，ｔ２２）についての情報の伝送と送信信号（Ｓ１，Ｓ２）の伝送が、異なる無線チャネルを介して行われることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第２の送信信号（Ｓ２）が、そのパルス繰返し周波数（ｆｐ２）の周波数偏移変調により変調され、周波数偏移変調の結果生じる第１の一致時点（ｔ１１，ｔ１２）の間隔（ｔｄ）の変化（ｔｄ）が、送−受信所（１，２）の間の距離の尺度として求められることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第２の送信信号（Ｓ２）のパルス繰返し周波数（ｆｐ２）が、周波数偏移変調の際、２つの固定周波数値（ｆ２１，ｆ２２）の間で切換えられ、切換えが第２の一致時点（ｔ２１，ｔ２２，・・・）に同期して行われることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
１つの周波数値（ｆ２１）から他の周波数値（ｆ２２）への変化が、送信信号（Ｓ１，Ｓ２）のパルス繰返し周波数（ｆｐ１，ｆｐ２）の差の値の倍加を行うように、両方の固定周波数値（ｆ２１，ｆ２２）が規定されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項８】
１つの周波数値（ｆ２１）から他の周波数値（ｆ２２）への変化が、送信信号（Ｓ１，Ｓ２）のパルス繰返し周波数（ｆｐ１，ｆｐ２）の差の符号反転を行うように、両方の固定周波数値（ｆ２１，ｆ２２）が規定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
差周波数値（ｆｄ）がパルス繰返し周波数（ｆｐ１，ｆｐ２）より著しく小さいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
【請求項１０】
両方の送信信号（Ｓ１，Ｓ２）が伝送のためデータにより変調されることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
【請求項１１】
送−受信所（１，２）において、それぞれの送−受信所（１，２）において発生される送信信号（Ｓ１，Ｓ２）が、この送−受信所により受信される受信信号（Ｅ１，Ｅ２）との混合により中間周波数（Ｚ１，Ｚ２）に変換され、中間周波数（Ｚ１，Ｚ２）が濾波及び包絡線変調によりパルス状評価信号（Ｄ１，Ｄ２）に変換され、評価信号（Ｄ１，Ｄ２）のパルスの時間的位置が一致時点（ｔ１１，ｔ１２，ｔ２１，ｔ２２）として求められることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
【請求項１２】
自動車に設けられる第１の送−受信所と鍵モジュールに設けられる第２の送−受信所との間の距離を求めるため、自動車用鍵なし錠装置において先行する請求項の１つに記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】  本発明は、請求項１の上位概念に記載の２つの送−受信所の間の距離を求める方法に関する。本発明は更にこの方法を実施するための送受信所に関する。
【０００２】  請求項１の上位概念に記載の方法は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１００１９２７７号明細書から公知である。この方法では、利用者により携帯される電子鍵モジュールと自動車に設けられる評価装置との間に、データを伝送するための無線接続が行われて、鍵モジュールに記憶されている確認番号により鍵モジュールを確認し、自動車を場合によっては利用のため解放する。その際無線接続は、鍵モジュールと評価装置に設けられる送−受信所を介して行われる。中継所を介する無線接続が長くされ、従って自動車が権限のある利用者に気付かれずに自由に利用されるのを防止するため、鍵モジュールと評価装置との間の距離が求められ、鍵モジュールが評価装置の近くにないと、自動車の解放が阻止される。距離の検出は、無線接続を介して伝送される信号の信号伝搬時間評価に基いている。
【０００３】  本発明の基礎になっている課題は、僅かな費用で実施可能であり、高い分解度で短い距離の測定を可能にする。２つの送−受信所の間の距離を求める方法を提示することである。
【０００４】  この課題は、請求項１の特徴により解決される。有利な構成及び展開は従属請求項からわかる。
【０００５】  本発明によれば、第１及び第２の送−受信所の間の距離は、第１の送−受信所において発生されて第２の送−受信所へ伝送される第１の送信信号の測定と、第２の送−受信所において発生されて第１の送−受信所へ伝送される第２の送信信号の測定とによって求められる。第１の送−受信所は、第２の送−受信所により送信される第２の送信信号を第１の受信信号として受信し、第２の送−受信所は、第１の送−受信所により送信される第１の送信信号を第２の受信信号として受信する。送信信号はそれぞれ所定のパルス繰返し周波数を持つマイクロ波パルス列として発生され、パルス繰返し周波数は、なるべくパルス繰返し周波数に対して小さい所定の差周波数だけ互いに相違している。更に第１の送−受信所において第１の一致時点が、また第２の送−受信所において第２の一致時点が求められ、第１の一致時点は、第１の送信信号のパルスが第１の送−受信所により受信される第１の受信信号のパルスと重なる時点に相当し、第２の一致時点は、第２の送信信号のパルスが第２の送−受信所により受信される第２の受信信号のパルスに重なる時点に相当している。送信信号の信号伝搬時間従って送−受信所の間の距離も、一致間隔から求められる。
【０００６】  方法の好ましい構成では、第１及び第２の一致時点の間の時間的ずれに相当する一致間隔が、送信信号の信号伝搬時間従って両方の送−受信所の間の距離の尺度として求められる。
【０００７】  このため第２の一致時点についての情報が、無線チャネルを介して第２の送−受信所から第１の送−受信所へ伝送される。その場合一致間隔が、第１の送−受信所において、伝送される情報と第１の送−受信所において求められる第１の一致時点から求められる。その際第２の一致時点についての情報の伝送と送信信号の伝送が、異なる無線チャネルを介して行われるのがよい。
【０００８】  方法の別の好ましい構成において、第２の送信信号が、そのパルス繰返し周波数の周波数偏移変調により変調され、周波数偏移変調の結果生じる第１の一致時点の間隔の変化が、送−受信所の間の距離の尺度として求められる。その際第２の送信信号のパルス繰返し周波数が、２つの固定周波数値の間で第２の一致時点になるべく同期して行われる。
【０００９】  １つの周波数値から他の周波数値への変化が、送信信号のパルス繰返し周波数の差の値の倍加又はこの差の符号反転を行うように、両方の固定周波数値が有利に規定される。
【００１０】  方法の有利な展開において、第２の送信信号の変調により、データが第２の送−受信所から第１の送−受信所へ伝送される。第１の送−受信所から第２の送−受信所へデータを伝送するために、第１の送信信号も周波数偏移変調により有利に変調される。
【００１１】  各送−受信所における一致時点を求めるため、それぞれの送−受信所において発生される送信信号が、この送−受信所により受信される受信信号との混合により中間周波数信号に変換され、中間周波数信号が濾波及び包絡線変調によりパルス状評価信号に変換される。その際評価信号のパルスは求められる一致時点に生じる。
【００１２】  本発明による方法は、自動車用の鍵なし錠装置に使用するのに最もよく適している。このような錠装置では、自動車に評価装置として基地局が設けられ、携帯可能な鍵モジュールと無線区間を介して交信する。その際無線接続は、基地局又は鍵モジュールに設けられている送−受信所を介して行われる。この接続は、利用者により気付かれずに、例えばドアハンドルの操作により行うことができる。無線接続を介してデータが交換され、特に鍵モジュールに記憶されている確認番号が、有利なように符号化された形で基地局へ伝送される。基地局が、鍵モジュールの確認番号に基いて、この鍵モジュール立入り権限が割当てられていることを認め、かつ鍵モジュールが特定の距離以内にあると、基地局が自動車への立入りを可能にする。その際本発明による方法によって距離が求められる。高い分解度のため、鍵モジュールが自動車内にあるか自動車外にあるかを確認することが可能である。それにより、鍵モジュールが自動車の内部にあると、自動車の鎖錠を阻止することが可能である。
【００１３】  基地局と鍵モジュールとの間の距離を考慮することにより、錠装置の安全性が高められる。鍵モジュールと基地局との間の距離が特定の値を超過していると、自動車への立入りは、確認番号が正しい場合にも阻止されるからである。従って中継局を介して鍵モジュールと基地局との無線接続が行われることによって、権限のある利用者により気付かれることなく、権限なしに自動車への立入りを行うことは不可能である。
【００１４】  実施例及び図面により本発明が詳細に説明される。
【００１５】  図１によれば、第１の送−受信所１と第２の送−受信所は同じに構成されている。第１の送−受信所１は、周波数変調可能で高度に安定な発振器１０、パルス形成器１１、マイクロ波発振器１２、結合器１３、ミクサ１４、ＺＦ（中間周波数）フィルタ１５、ＺＦ増幅器１８、包絡線復調器１６及び送−受信アンテナ１７を含んでいる。それに応じて第２の送−受信所２も、周波数変調可能で高度に安定な発振器２０、パルス形成器２１、マイクロ波発振器２２、結合器２３、ミクサ２４、ＺＦフィルタ２５、ＺＦ増幅器２８、包絡線復調器２８及び送−受信アンテナ２７を含んでいる。
【００１６】  送−受信所１及び２は喚起過程により始動され、同時に動作する。
【００１７】  第１の送−受信所１にある変調可能な発振器１０は、制御信号Ｍ１に従って周波数を変調可能な発振器信号０１を発生してパルス形成器１へ供給し、この信号からパルス形成器が幅の狭いパルスを持つトリガ信号Ｔ１を発生し、これらのパルスのパルス間隔又はパルス繰返し周波数ｆｐ１は、発振器信号０１の振動周波数により決定される。トリガ信号Ｔ１はマイクロ波発振器１２へ供給され、この発振器１２がトリガ信号Ｔ１のパルスに応答して、発振器１２の搬送周波数ｆｃ１の若干の周期を持つマイクロ波パルスを発生する。従ってマイクロ波発振器１２は、第１の送信信号Ｓ１としてマイクロ波パルス列を出力し、この送信信号が結合器１３を介して送−受信アンテナ１７及びミクサ１４へ供給される。
【００１８】  これと同じように、第２の送−受信所２にある変調可能な発振器２０も同様に、制御信号Ｍ２に従って周波数を変調可能な発振器信号０２を発生し、この信号がパルス形成器２１へ供給され、これからパルス形成器が、幅の狭いパルスを持つトリガ信号Ｔ２を発生し、これらのパルスのパルス繰返し周波数ｆｐ２は、発振器０２の振動周波数により決定される。トリガ信号Ｔ２はマイクロ波発振器２２へ供給され、この発振器２２がトリガ信号Ｔ２のパルスに応答して、発振器２２の搬送周波数ｆｃ２の若干の周期を持つマイクロ波パルスを発生する。従ってマイクロ波発振器２２は、第２の送信信号Ｓ２としてマイクロ波パルスを出力し、この送信信号が結合器２３を介して送−受信アンテナ２７及びミクサ２４へ供給される。
【００１９】  送−受信アンテナ１７及び２７を介して、第１又は第２の送信信号Ｓ１又はＳ２が第２又は第１の送−受信所２又は１へ送信され、信号伝搬時間τだけ時間遅れの後、送−受信アンテナ２７又は１７を介して、第２又は第１の受信信号Ｅ２又はＥ１として受信される。
【００２０】  第１の送−受信所１において、第１の受信信号Ｅ１が、ミクサ１４において第１の送信信号Ｓ１と一緒にされて、中間周波数信号Ｚ１になり、この中間周波数信号から、ＺＦフィルタ１５における濾波、ＺＦ増幅器１８における増幅及び包絡線復調器１６における復調により、第１の評価信号Ｄ１が発生される。同じように第２の送−受信所２において、第２の受信信号Ｅ２が、ミクサ２４において第２の送信信号Ｓ２と一緒にされて中間周波数信号Ｚ２になり、この中間周波数信号から、ＺＦフィルタ２５における濾波、ＺＦ増幅器２８における増幅及び包絡線復調器２６における復調により、第２の評価信号Ｄ２が発生される。
【００２１】  信号伝搬時間τは、一方の送−受信所から他方の送−受信所へ達する送信信号Ｓ１，Ｓ２が必要とする時間である。これは、電磁波の固定伝搬速度のため、両方の送−受信所１，２の間の求められる距離の尺度である。
【００２２】  送信信号Ｓ１，Ｓ２の搬送周波数ｆｃ１，ｆｃ２は同じであり、例えば数ＧＨｚの範囲内にある。しかし精度及び周波数安定性に関して高度の要求がこれらの周波数に課されない。
【００２３】  トリガ信号Ｔ１，Ｔ２のパルスの幅は約１ｎｓの範囲内にあり、送信信号Ｓ１，Ｓ２のパルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２は例えば数ＭＨｚの範囲内にある。重要なことは、パルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２は、差周波数値ｆｄだけ互いに相違していることである。距離測定の精度は、パルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２の精度及び周波数安定性に関係している。
【００２４】  図２は、送−受信所１，２が同じ場所にある場合、送−受信所１，２により送信される送信信号Ｓ１，Ｓ２、送−受信所１，２により受信される受信信号Ｅ１，Ｅ２、中間周波数信号Ｚ１，Ｚ２、及び評価信号Ｄ１，Ｄ２の時間線図を示している。従って信号伝搬時間τに対してτ＝０が成立し、即ち送信信号Ｓ１，Ｓ２は伝送区間において遅延されない。従って第１の送信信号Ｓ１は第２の受信信号Ｅ２に一致し、第２の送信信号Ｓ２は第１の受信信号Ｅ１に一致する。
【００２５】  図において、部分ａの拡大図に示すように、信号Ｓ１，Ｓ２，Ｅ１，Ｅ２の包絡線のみが示されている。これらの信号は、第１の送信信号Ｓ１及び第２の受信信号Ｅ２の場合パルス周期Ｔｐ１だけ互いに離れており、第２の送信信号Ｓ２及び第１の受信信号Ｅ１の場合パルス周期Ｔｐ２だけ互いに離れているパルスを表わす。パルス周期Ｔｐ１，Ｔｐ２は、それぞれの信号のパルス繰返し周波数の逆数値に相当している。
【００２６】  ミクサ１４，１５における混合は、第１又は第２の送信信号Ｓ１又はＳ２による第１又は第２の受信信号Ｅ１，Ｅ２の走査に相当している。差周波数値ｆｄは、それが不足走査であるように小さく選ばれている。
【００２７】  結果として生じる評価信号Ｄ１，Ｄ２も同様にパルス状信号であり、そのパルスはパルス間隔Ｔｄで周期的に現われる。パルス間隔Ｔｄに対してＴｄ＝１／ｆｄが成立し、ここでｆｄは、パルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２が互いに相違する差周波数値である。第１の評価信号Ｄ１のパルスは、第１の送信信号Ｓ１及び第１の受信信号Ｅ１のパルスが重なる時点に現われる。これらの時点は以下第１の一致時点と称される。同じように、第２の評価信号Ｄ２のパルスは、第２の送信信号Ｓ２及び第２の受信信号Ｅ２のパルスが重なる時点に現われる。これらの時点は以下第２の一致時点と称される。
【００２８】  図には、両方の送信信号Ｓ１，Ｓ２のパルスが時間的に重なる時点ｔ０１，ｔ０２も示されている。同様にパルス間隔Ｔｄだけ互いに離れているこれらの時点は、以下送信一致時点と称される。
【００２９】  信号伝搬時間τ＝０の場合、第１及び第２の一致時点は送信一致時点と重なる。なぜならば、受信信号Ｅ１，Ｅ２はそれぞれの送信信号Ｓ１，Ｓ２と時間的に重なるからである。
【００３０】  第１の受信信号Ｅ１が第２の送信信号Ｓ２に対して、また第２の受信信号Ｅ２が第１の送信信号Ｓ１に対して、伝送区間において信号伝搬時間τ＞０だけ時間的に遅らされる場合、図３は図２の信号を示している。評価信号Ｄ１及びＤ２は、送信一致時点ｔ０１，ｔ０２に対して、それぞれ異なる方向に移動している。移動の方向は、第１の送信信号Ｓ１が第２の送信信号Ｓ２に対して一層高いパルス繰返し周波数を持つか、又は一層低いパルス繰返し周波数を持つかに、関係している。図示した事例では、第１の評価信号Ｄ１が、送信一致時点ｔ０１，ｔ０２に対して、第１の移動値ｔｖ１だけ右方へ移動され、第２の評価信号Ｄ２が、第２の移動値ｔｖ２だけ左方へ移動される。その場合時点ｔ１１，ｔ１２が第１の一致時点として得られ、時点ｔ２１，ｔ２２が第２の一致時点として得られる。
【００３１】  移動値ｔｖ１，ｔｖ２に対して次式が成立する。
ｔｖ１＝τ・ｎａ１
ｔｖ２＝τ・ｎａ２
2006510001.tif 000003
ここでτは信号伝搬時間、ｆｐ１及びｆｐ２は第１又は第２の送信信号Ｓ１又はＳ２のパルス繰返し周波数。ｆｄは差周波数を表わす。量ｎａ１，ｎａ２は以下伸び係数と称される。
【００３２】  従って評価信号Ｄ１，Ｄ２のパルスは、信号伝搬時間τによって決定される一致間隔ｔｍ＝ｔｖ１＋ｔｖ２だけ互いに移動される。差周波数値ｆｄがパルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２に対して小さく選ばれると、伸び係数ｎａ１，ｎａ２はほぼ同じ大きさである。その場合一致間隔ｔｍに対してよい近似で次式が成立し、
ｔｍ＝２τ・ｎａ
ここで
ｎａ＝ｎａ１＝ｎａ２
【００３３】  一致間隔ｔｍと信号伝搬時間τとの比例性のため、信号伝搬時間τ従って送−受信所１と２との間の距離も、今や一致間隔ｔｍの測定によって求められる。
【００３４】  伸び係数ｎａが大きく選ばれると、送信信号Ｓ１，Ｓ２の信号伝搬時間τの測定が、原時間範囲から、信号伝搬時間τに対して若干係数だけ大きい時間軸へ、評価信号Ｄ１，Ｄ２のマッピング時間範囲において戻されることができる。例えば原時間範囲において若干ｎｓの位数の時間の測定が、若干μｓしかもｍｓの位数の時間の測定へ戻され、これが僅かな技術的費用を伴う。従って僅かな費用で、約１０ｃｍの場所分解度で距離を測定することが可能であり、これは原時間範囲における約３００ｐｓの時間分解度に相当する。
【００３５】  第１の送−受信所１の場所で距離測定が必要となる場合、この場所で一致間隔ｔｍを求めるため、第１の一致時点ｔ１１，ｔ１２及び第２の一致時点ｔ２１，ｔ２２が既知であるか、又は第１の送−受信所１の場所で、一致時点ｔ２１，ｔ２２に対して特定の関係にある量が準備されねばならない。
【００３６】  第１の実施例では、第２の一致時点ｔ２１，ｔ２２についての情報が、別個の無線チャネルを介して、第２の送−受信所２から第１の送−受信所１へ伝送され、即ち第１及び第２の送信信号Ｓ１，Ｓ２の搬送周波数とは異なる搬送周波数を持つ無線チャネルを介して伝送される。別個の無線チャネルの搬送周波数は、有利なように送信信号Ｓ１，Ｓ２の搬送周波数より小さい。従って第１の送−受信所１の場所で既知の第１及び第２の一致時点から、一致間隔ｔｍを求め、これから送−受信所１と２との間の信号伝搬時間τ又は距離を求めることができる。
【００３７】  しかし第２の送信信号Ｓ２が変調され、変調の結果生じる第１の一致時点ｔ１１，ｔ１２・・・の間隔即ち第１の評価信号Ｄ１のパルスの間隔の変化が、以下に示すように評価されるか、又は第１の送信信号Ｓ１が変調され、変調の結果生じる第２の一致時点ｔ２１，ｔ２２・・・の間隔即ち第２の評価信号Ｄ２のパルスの間隔の変化が評価されることによっても、信号伝搬時間が求められる。
【００３８】  第２の送信信号Ｓ２がパルス繰返し周波数ｆｐ２の周波数偏移変調により変調される場合、図４は図２及び３の信号を示している。信号のパルスは今や、パルスの現われる時点を示す線分のみによって示されている。
【００３９】  差周波数ｆｄに対して次式
ｆｄ＝ｆｐ２−ｆｐ１              ただし  ｆｐ２＞ｆｐ１
が成立する場合から始まって、周波数偏移変調の際、第２の送信信号Ｓ２のパルス繰返し周波数ｆｐ２が、第１の周波数値ｆ２１から飛躍的に、所定の周波数段階△ｆだけ第２の固定周波数値ｆ２２＝ｆ２１＋△ｆへ高められ、即ち差周波数値ｆｄが増大されるか、又は第２の周波数値ｆ２２から第１の周波数値ｆ２１へ減少される。その際周波数偏移変調は、第２の評価信号Ｄ２のパルスに同期して行われる。
【００４０】  図示した例では、パルス繰返し周波数ｆｐ２が一致時点ｔ２２，ｔ２４に切換えられる。時間区間Ａにおいては、パルス繰返し周波数ｆｐ２が第１の周波数値ｆ２１に等しく、第２の時間区間Ｂにおいては第２の周波数値ｆ２２に等しい。周波数段階△ｆだけ周波数飛躍の結果、第２の評価信号Ｄ２のパルスの間隔Ｔｄが、周波数偏移変調により、値ｍから値ｎへ減少されるか、又は再び値ｎから値ｍへ高められる。図に示すように、周波数段階△ｆが次の値
Δｆ＝ｆ２１−ｆｐ１＝ｆｄ
に等しいように選ばれると、時間範囲Ａから時間範囲Ｂへの移行の際差周波数値の値
ｆｄ＝｜ｆｐ１−ｆｐ２｜
が倍加され、再び時間範囲Ｂから次の時間範囲Ａへの移行の際半減される。従って値ｍは値ｎの２倍の大きさである。
【００４１】  更に周波数偏移変調の結果、第２の固定周波数値ｆ２２へのパルス繰返し周波数ｆｐ２の上方変調の際、第１の評価信号Ｄ１のパルスの間隔Ｔｄが、値ｍから距離に比例する時間ｔｄだけ値ｘへ減少される。同じように第１の固定周波数値ｆ２１へのパルス繰返し周波数ｆｐ２の戻し変調の際、第２の評価信号Ｄ２のパルスの間隔Ｔｄの増大のため、第１の評価信号Ｄ１のパルスの間隔ｔｄが、値ｎから距離に比例する時間ｔｄだけ値ｙへ高められる。
【００４２】  ｘ及びｙに対して次式が成立する。
Ｘ＝ｍ−ｔｄ
ｙ＝ｎ＋ｔｄ
ここで
2006510001.tif 000004
【００４３】  この場合ｍ及びｎは第２の評価信号Ｄ２のパルスの長いか又は短い間隔Ｔｄ，ｔｄは距離に比例する時間、τは信号伝搬時間、ｎａ２はパルス繰返し周波数ｆｐ２＝ｆ２１における伸び係数を表わす。従って値ｘ及びｙは信号伝搬時間τに直線的に関係している。
【００４４】  上記の式は伸び係数ｍ２及び△ｆ＝ｆ２１−ｆｐ１＝ｆｄの周波数段階に対して成立する。周波数段階△ｆが任意に選ばれると、次式が成立する。
ｔｄ＝２・（τ・ｎａ２−τ・ｎａ２＊）＝２・τ・（ｎａ２−ｎａ２＊）
ここで
2006510001.tif 000005
【００４５】  この場合ｎａ２及びｎａ２★は、パルス繰返し周波数ｆｐ２＝ｆ２１又はｆｐ２＝ｆ２２＝ｆ２１＋△ｆを表わす。
【００４６】  従って値ｘ及びｙの測定によって、距離に比例する時間ｔｄを求め、これから信号伝搬時間τ及び送−受信所１及び２間の距離を求めることが可能である。
【００４７】  上述した方法は、信号伝搬時間τを求めるほかに、同時に第２の送−受信所２から第１の送−受信所１へのデータの伝送も可能にする。そのため値ｍ及びｎにそれぞれ論理値“０”又は“１”を割当てさえすればよい。その場合値ｘに値ｍの論理値が、また値ｙに値ｎの論理値が割当てられる。同じように周波数偏移変調により、第１の送−受信所１から第２の送−受信所２へデータが伝送される。
【００４８】  周波数偏移変調のため、ミクサ１４，１５の出力端に、互いに相違するそれぞれ２つの中間周波数ｆ＝ｆｃ／ｎａ２，ｆｉ★＝ｆｃ／ｎａ★が生じ、ｆｃは送信信号Ｓ１，Ｓ２の搬送周波数を表わすので、ＺＦフィルタ１５，２５はそれぞれ２つの通過範囲を持たねばならない。
【００４９】  周波数偏移変調がパルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２の差の符号反転を行うように、周波数段階△ｆが選ばれると、この欠点が回避される。周波数値ｆ２１，ｆ２２は、パルス繰返し周波数ｆｐ１がこれらの値の中間にあるように、選ばれるべきである。
【００５０】  パルス繰返し周波数ｆｐ２＝ｆｐ２１＝ｆｐ１が値ｆｐ２２＝ｆｐ２１＋△ｆ＝ｆｐ１＋ｆｄ（△ｆ＝２・ｆｄ）に変調される場合、このような周波数偏移変調ｎに対して、図５は送信信号Ｓ１，Ｓ２、受信信号Ｅ１，Ｅ２及び評価信号Ｄ１，Ｄ２を示している。信号伝搬時間τ＝０の場合が示されている。この場合周波数段階△ｆは、評価信号Ｄ１，Ｄ２のパルスの間隔Ｔｄの変化を行わない。
【００５１】  図６ａ及び６ｂは信号伝搬時間τ＞０に対する同じ信号を示している。時間範囲Ａでは、第２の送信信号Ｓ２のパルス繰返し周波数ｆｐ２は、第１の周波数値ｆ２１に等しく、時間範囲Ｂでは、第２の周波数値ｆ２２＝ｆ２１＋△ｆに等しい。周波数値ｆ２１から周波数値ｆ２２への周波数変化は時点ｔ２１に行われ、周波数値ｆ２２から周波数値ｆ２１へ戻る周波数変化は時点ｔ２４に従って第２の評価信号Ｄ２のパルスに同期して行われる。
【００５２】  周波数変化は一致間隔ｔｍの値の変化を行わず、評価信号Ｄ１，Ｄ２の間のずれの方向のみ、即ちこれらの信号の位相差の符号のみが変化する。従って第１の評価信号Ｄ１のパルスの間隔は、第１の周波数値ｆ２１から第２の周波数値ｆ２２への変化の際、値Ｔｄから値Ｕ＝２ｔｍ＝４τｎａへ１回減少され、逆に第１の周波数値ｆ２１への戻り変化の際、Ｄ＝２Ｔｄ−Ｕへ１回高められる。周波数偏移変調の結果生じる第１の評価信号Ｄ１のパルスの間隔の変化は、従って信号伝搬時間τに関係している。従って第１の評価信号Ｄ１のパルスの間隔の規定により、値Ｕ又はＤを求め、これから信号伝搬時間τ及び送−受信所１，２間の距離を決定することが可能である。
【００５３】  このような周波数偏移変調は、ディジタルデータの逐次伝送に特によく適している。このため周波数値ｆ２１，ｆ２２に、図７に示すように、論理値“０”又は“１”のそれぞれ１つを割当てさえすればよい。
【００５４】  図７によれば、第２の送信信号Ｓ２のパルス繰返し周波数ｆｐ２が、論理値“０”が伝送される時間範囲Ａにおいて、第１の周波数値ｆ２１に設定され、論理値“１”が伝送される時間範囲Ｂにおいて、第２の周波数値ｆ２２に設定されることによって、第２の送−受信所２から第１の送−受信所１へディジタルデータ信号Ｄｘが伝送される。その場合第１の送−受信所１において、第１の評価信号Ｄ１のパルスの間隔に基いて、データ信号におけるビット変化が行われたか否かが分かる。同期Ｔｄより下にある値Ｕへパルス間隔が短縮し、これが“０”から“１”へのビット変化を示唆すると、パルス間隔が周期Ｔｄより上にある値へ延長し、これが“１”から“０”へのビット変化を示唆する。同じように第１の送信信号Ｓ１も周波数偏移変調により変調され、それにより送−受信所１，２間で双方向データ伝送が保証される。
【００５５】  上述した方法は、送信信号Ｓ１，Ｓ２の周期性のため、パルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２により決定される−義性範囲内にある信号伝搬時間τに対してのみ、一義的な測定結果を供給する。一義性範囲は、パルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２の変化例えば周波数分割により大きくされるが、これは測定分解度の減少を伴う。
【００５６】  パルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２の変化により付加的な測定のための一義性範囲を増大し、付加的測定の結果が一方の測定の一義性範囲内にあるか否かを検査することによって、付加的な測定により、測定中における一義性範囲の超過を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】  本発明による方法を実施するための２つの送−受信所の構成図を示す。
【図２】  送−受信所において発生されかつ処理される信号の時間線図を示す。
【図３】  送−受信所において発生されかつ処理される信号の時間線図を示す。
【図４】  送−受信所において発生されかつ処理される信号の時間線図を示す。
【図５】  送−受信所において発生されかつ処理される信号の時間線図を示す。
【図６】  送−受信所において発生されかつ処理される信号の時間線図を示す。
【図７】  送−受信所において発生されかつ処理される信号の時間線図を示す。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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