２つの送−受信所の間の距離を求める方法
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。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、各送−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。各送−受信所において、それぞれの送−受信所により送信される送信信号及び受信される受信信号のパルスの重なりが、一致現象として検出され、それぞれの送−受信所により一致現象の時点に送信されかつ受信されるパルスの数が求められる。求められたパルスの数から、送−受信所の間の距離が計算される。
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。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、各送−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。各送−受信所において、それぞれの送−受信所により送信される送信信号及び受信される受信信号のパルスの重なりが、一致現象として検出され、それぞれの送−受信所により一致現象の時点に送信されかつ受信されるパルスの数が求められる。求められたパルスの数から、送−受信所の間の距離が計算される。
【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。
【０００２】
このような方法は、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、高い分解度で任意の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、２つの送−受信所の間の距離は、送−受信所において発生されてそれぞれ他方の送−受信所へ送信される送信信号の信号伝搬時間の測定により求められる。送信信号は、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差周波数値だけ互いに相違している。更に各送−受信所において、それぞれの送−受信所により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との重なりが、一致現象として検出され、各送−受信所に対して、それぞれの送−受信所に割当てられる２つのパルス数が求められ、これらのパルス数が送信パルス数又は受信パルス数として、それぞれの送−受信所により送信される送信信号又は受信される受信信号のパルスの数を、一致現象の時点において現わす。送信信号の信号伝搬時間及び送−受信所の間の距離は、求められたパルス数から計算される。
【０００６】
各送−受信所に対して、それぞれの送−受信所により送信される第１のパルスと同じ送−受信所において受信される第１のパルスとの間の時間間隔に相当する時間間隔が、それぞれの送−受信所に対して求められるパルス数から求められ、求められた時間間隔の和により、送−受信所の間の距離が計算されるのがよい。
【０００７】
距離尺度数が、送−受信所間の距離の尺度として、式
ｘ＝（（ｍ（ｉ）−ｐ（ｊ））・ｇ−（（ｎ（ｉ）−ｑ（ｊ））・ｈ
に従って計算され、ここでｇ及びｈは、一方又は他方の送−受信所により送信される送信信号の基準時間に標準化された周期を表わし、ｉ及びｊは、一方又は他方の送−受信所において求められる一致現象の数に対する計数変数を表わし、ｍ（ｉ）及びｎ（ｉ）は、一方の送−受信所に割当てられる送信パルス数又は受信パルス数を、ｉ番目の一致現象の時点において表わし、ｑ（ｊ）及びｐ（ｊ）は、他方の送−受信所に割当てられる送信パルス又は受信パルスを、ｊ番目の一致現象の時点において表わす。
【０００８】
方法の好ましい展開では、一方の送−受信所に対して求められるパルス数が、一方の送−受信所において発生される送信信号の変調により、なるべく位相変調により、他方の送−受信所へ伝送され、送−受信所間の距離がこの他方の送−受信所においてパルス数から計算される。
【０００９】
パルス数が、それぞれの送−受信所により送信されるか又は受信されるパルスの計数により求められるのがよい。
【００１０】
しかし方法の好ましい構成では、送−受信所において発生される送信信号のパルスのみが計数されて、送信パルス計数状態として与えられる。他方の送−受信所において発生される送信信号から、特定の送信パルス計数状態に相当するパルスが選ばれ、この選ばれたパルスが時間的に移動されるか又は抑制され、一方の送−受信所において次の一致現象が予想される時点に現われるか否かが検査されることによって一方の送−受信所に対して、送信パルス数及び受信パルス数が求められる。選ばれたパルスの位相変調のため一致現象が抑制されるか又は時間的に移動されるので、予想される時点に一致現象が現われない時、一方の送−受信所に、それにおいて予想される時点に求められる送信パルス計数状態が送信パルス数として割当てられ、選ばれたパルスの送信パルス計数状態が受信パルス数として割当てられる。そうでない場合、一致現象が選ばれたパルスの位相変調後も予想される時点に現われなくなるまで、選ばれた新しいパルスにより方法段階が繰返される。
【００１１】
両方の送−受信所に対する受信パルス数が同じように求められるのがよい。
【００１２】
一致現象を求めるため、各送−受信所において、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、中間周波数信号が続いて濾波、増幅及び包絡線変調によりパルス状評価信号に変換されるのがよい。評価信号のパルスが一致現象時点を特徴づける。
【００１３】
本発明による方法の重要な利点は、大きい測定範囲を持っているが、高分解度の測定を可能にすることである。
【００１４】
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。
【００１５】
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。なぜならば、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。
【００１６】
実施例及び図面により本発明が詳細に説明される。
【００１７】
図１によれば、両方の送−受信所１及び２は同じに構成されている。これらは自動車用の鍵なし錠装置の構成部分であり、第１の送−受信所１は自動車に設けられる評価装置の一部であり、第２の送−受信所２は携帯可能な鍵モジュールの一部である。送−受信所１，２の間でデータが交換されて、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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に従って位相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、マイクロ波発振器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。
【００２１】
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に従って位相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、発振器信号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、マイクロ波発振器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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、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、及び信号伝搬時間τ＞０に対する評価信号Ｄ１，Ｄ２の時間線図を示している。部分ａの拡大図Ａ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。これらの時点はそれぞれ一致現象を特徴づけ、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ｔ２１，ｔ２２に現われる。これらの時点も一致現象を特徴づけ、以下第２の一致時点と称される。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。これらの時点も同様にパルス間隔Ｔｄだけ互いに離れている。
【００３０】
両方の評価パルスＤ１，Ｄ２のパルスは、信号伝搬時間τに比例する時間ｔｍ＝ｔｖ１＋ｔｖ２だけ互いにずれている。
【００３１】
図３は、基準時間Ｔ０に標準化される時間軸を持つ図において信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｅ１，Ｅ２のパルスを示している。パルスは簡単化して線分により示されている。基準時間Ｔ０は装置の測定分解度に相当している。これは送信信号Ｓ１，Ｓ２のパルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２から次のように計算される。
【００３２】
図によれば、第１の送−受信所１はパルス列の発生を開始し、このパルス列を第１の送信信号Ｓ１として送信する。パルスは、標準化された周期ｇ＝Ｔｐ１／Ｔ０だけ互いに離れている。更に第１の送−受信所１は、無線接続を介して第２の送−受信所２を喚起し、それから第２の送−受信所２が、標準化された非同期時間ａ後、同様にパルス列の発生を開始し、このパルス列を第２の送信信号として送信する。第２の送信信号Ｓ２のパルスは、標準化された周期ｈ＝Ｔｐ２／Ｔ０だけ互いに離れている。
【００３３】
標準化された周期ｇ，ｈは、それらが互いに素の整数であり、その値は例えばｇ＝１００１及びｈ＝１０００である。
【００３４】
第２の受信信号Ｅ２は、標準化された信号伝搬時間ｂ＝Ｔ／Ｔ０だけ遅れた第１の送信信号Ｓ１に相当し、第１の受信信号Ｅ１は標準化された同じ信号伝搬時間ｂだけ遅れた第２の送信信号Ｓ２に相当している。
【００３５】
図２は更にパルス計数状態ｍ，ｎ，ｐ及びｑも示されている。簡単な表示のためｇ＝９及びｈ＝１０が選ばれた。その際パルス計数状態ｍは、送信パルス計数状態として、特定の時点に第１の送−受信所により送信されるパルスの数を表わし、パルス計数状態ｎは、受信パルス計数状態として、第１の送−受信所１により受信されるパルスの数を表わしている。これと同じように、パルス計数状態ｑは、送信パルス計数状態として、第２の送−受信所２により特定の時点に送信されるパルスの数を表わし、パルス計数状態ｐは、受信パルス計数状態として、第２の送−受信所２により受信されるパルスの数を表わしている。
【００３６】
一致現象は、図のｉ軸及びｊ軸上にｘで示されている。第１の送信信号Ｓ１のパルスが第１の受信信号Ｅ１のパルスと重なるか、又は第２の送受信信号Ｅ２のパルスに重なる時、これらの一致現象が現われ、図１及び２に対する説明によれば、評価信号Ｄ１，Ｄ２により検出される。変数ｉ及びｊは、第１の送−受信所１又は第２の送−受信所２において検出される一致現象を数える。一致現象は、両方の送−受信所１，２において、標準化された同じ一致周期ｋ＝ｇ・ｈで繰返される。
【００３７】
第１の送−受信所１において検出される各一致現象ｉに、２つのパルス数即ち送信パルス数ｍ（ｉ）及び受信パルス数ｎ（ｊ）が割当てられる。その場合送信パルス数ｍ（ｉ）及び受信パルス数ｎ（ｊ）は、ｉ番目の一致現象の時点における第１の送−受信所１の送信パルス計数状態ｍ又は受信パルス計数状態ｎに相当する。
【００３８】
これと同じように、第２の送−受信所２において検出される各一致現象ｊに、２つのパルス数即ち送信パルス数ｑ（ｊ）及び受信パルス数ｐ（ｊ）が割当てられる。送信パルス数ｑ（ｊ）及び送信パルス数ｐ（ｊ）は、ｊ番目の一致現象の時点における第２の送−受信所２の送信パルス計数状態ｑ又は受信パルス計数状態ｐに相当している。
【００３９】
送−受信所１，２間の距離の検出は、２つの時間間隔ａ＋ｂ，ｂ−ａの和に基く標準化された信号伝搬時間ｂの検出に基いており、一方の時間間隔ａ＋ｂは、第１の送−受信所１により送信される第１のパルスと第１の送−受信所１により受信される第１のパルスとの時間間隔に相当し、他方の時間間隔ｂ−ａは、第２の送−受信所２により送信される第１のパルスと第２の送−受信所２により受信される第１のパルスとの時間間隔に相当している。これらの時間間隔ａ＋ｂ，ｂ−ａは、パルス数ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｑ（ｊ），ｐ（ｊ）と標準化された周期ｇ，ｈから簡単に求められる。
【００４０】
即ち図によれば、第１の送−受信所１の一致現象ｉに対応するパルス数ｍ（ｉ），ｎ（ｉ）に対して、次の関係が成立し、
ｍ（ｉ）・ｇ＝ａ＋ｂ＋ｎ（ｉ）・ｈ
第２の送−受信所２の一致現象ｊに対応するパルス数ｑ（ｊ），ｐ（ｊ）に対して次の関係が成立する。
ａ＋ｑ（ｊ）・ｈ＝ｂ＋ｐ（ｊ）・ｇ
【００４１】
従って計数状態ａ＋ｂ，ｂ−ａが生じる。
ａ＋ｂ＝ｍ（ｉ）・ｇ−ｎ（ｉ）・ｈ
ｂ−ａ＝＋ｑ（ｊ）・ｈ−ｐ（ｊ）・ｇ
【００４２】
これらの式の和によって、標準化された信号伝搬時間ｂに比例する距離尺度和ｘが、送−受信所１，２間の距離の尺度として得られる。距離尺度数ｘに対して次の式が成立する。
ｘ＝２ｂ＝（（ｍ（ｉ）−ｐ（ｊ））・ｇ−（（ｎ（ｉ）−ｑ（ｊ））・ｈ
【００４３】
パルスの計数が図におけるように０で始まるのではなく、１又は他の数で始まる時にも、同じ結果が得られる。
【００４４】
送信信号Ｓ１，Ｓ２の信号伝搬時間τは次式
に従って送−受信所１，２間の距離ｄに比例し、光速ｃ０に反比例している。ｂ＝τ／Ｔ０により、距離尺度数ｘから、求める距離ｄを次式
に従って計算することができる。
【００４５】
第２の送−受信所２において求められるパルス数ｑ（ｊ）及びｐ（ｊ）が、第１の送−受信所１へ、例えば無線接続を介して又は第２の送信信号Ｓ２の変調により伝送される時、第１の送−受信所１には、距離尺度数ｘの計算に必要なすべてのパルス数ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｑ（ｊ），ｐ（ｊ）が存在する。従って距離尺度数ｘは、第１の送−受信所１において直ちに求めることができる。
【００４６】
上述した方法では、送信パルス数ｍ（ｉ），ｑ（ｊ）及び受信パルス数ｎ（ｉ），ｐ（ｊ）が、それぞれの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｅ１，Ｅ２のパルスの計数によって求められる。
【００４７】
しかし送信パルス数ｍ（ｉ），ｑ（ｊ）のみを計数によって求め、受信パルス数ｎ（ｉ），ｐ（ｊ）を、送信信号Ｓ１，Ｓ２の位相変調により間接に、送信信号Ｓ１，Ｓ２の送信パルス計数状態ｍ，ｑから求めることも考えられる。
【００４８】
例えば第１の送−受信所１において第２の送−受信所２の受信パルス数ｐ（ｊ）を求めるため、第１の送信信号Ｓ１からパルスｍｚが選ばれ（図示した例えではそれは送信パルス計数状態ｍ＝２０を持つパルスである）、位相変調により特徴づけられる。従って選ばれたパルスｍｚは、位相値△ψだけ破線で示す位相ｍｚ′へ移動されるか又は抑制される。後者は３６０°の位相移動に相当する。位相移動の結果、第２の受信信号Ｅ２において、同じ計数状態に相当するパルスｐｚが、位相値△ψだけ破線で示す位置ｐｚ′へ移動される。
【００４９】
図に示すように、パルスｐｚが、一致現象に相当する位置にあると、位置ｐｚ′へのその移動の結果、一致現象が生じない。
【００５０】
これに反しパルスｐｚが、一致現象に相当しない位置にあると、その移動は一致現象にも影響を及ぼさない。その場合一致現象は更に標準化された一致周期ｋで繰返される。
【００５１】
第２の送−受信所２の受信パルス数ｐ（ｊ）を求めるため、選ばれたパルスｍｚの移動後第２の送−受信所２において一致現象が現われないが否かが検査される。一致現象が現われないことは、一致現象が予想通りに標準化された一致周期ｋで繰返されることによって、認められる。今や特定の時点に予想される一致現象が現われないことがわかると、この時点に計数により求められる第２の送信信号Ｓ２の送信パルス計数状態ｑが送信パルス数ｑ（ｊ）であると気付き、選ばれたパルスｍｚの計数状態が受信パルス数ｐ（ｊ）であると気付く。
【００５２】
図に示されている事例では、一致現象が現われないことは番号ｊ＝３により認められ、対応する送信パルス和ｑ（３）が値ｑ（３）＝２３に設定され、対応する受信パルス数ｐ（３）が値ｐ（３）＝２０即ちパルスｍｚの計数状態に設定される。従って受信パルス数ｐ（３）は、第１の送信信号Ｓ１のパルスの計数により間接的に求められる。
【００５３】
選ばれたパルスの移動が一致現象に影響を及ぼさないと、選ばれた新しいパルスで方法段階は、移動の結果予想される一致現象が現われなくなるようなパルスに選択が出合うまで、繰返される。
【００５４】
第１の送−受信所１に対して送信パルス数ｍ（ｉ）及び対応する受信パルス数ｎ（ｉ）は、第２の送信信号Ｓ２から１つのパルスの選択及び位相変調により同じように求めることができる。
【００５５】
送信信号Ｓ１，Ｓ２のうち１つの送信信号の特定のパルスが位相変調により移動されると、当該送信号Ｓ１又はＳ２を受信する送−受信所１，２において、一致現象の間隔が変化する。従って一方の送−受信所１又は２における位相変調は、他方の送−受信所２又は１において検出可能である。従って位相変調は、送−受信所１，２間でデータの伝送も可能にする。
【００５６】
上述した方法の重要な利点は、これらの方法が高い一義性範囲を持っているにもかかわらず、高い分解度の測定を可能にすることである。
【００５７】
標準化された信号伝搬時間ｂが標準化された一致周期ｋより小さく、即ち信号伝搬時間τに対して次式
τ＜Ｔｍａｘ＝ｇ・ｈ・Ｔ０
が成立する時、測定は一義的である。Ｔｍａｘは一義性範囲の限界即ち最大測定範囲を表わす。パルス繰返し周波数ｆｐ１及びｆｐ２が５０ＭＨｚ又は５０．０５ＭＨｚに選ばれると、基準時間Ｔ０及び最大測定範囲Ｔｍａｘに対して、値Ｔ０＝２０ｐｓ及びＴｍａｘ＝２０．０２μｓが得られ、即ち２０．０２μｓまでの信号伝搬時間τを、２０ｐｓの分解度で測定することができる。場所範囲では、それは６ｍｍの分解度で約６ｋｍの測定範囲に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【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。
【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。
【０００２】
このような方法は、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、高い分解度で任意の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、２つの送−受信所の間の距離は、送−受信所において発生されてそれぞれ他方の送−受信所へ送信される送信信号の信号伝搬時間の測定により求められる。送信信号は、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差周波数値だけ互いに相違している。更に各送−受信所において、それぞれの送−受信所により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との重なりが、一致現象として検出され、各送−受信所に対して、それぞれの送−受信所に割当てられる２つのパルス数が求められ、これらのパルス数が送信パルス数又は受信パルス数として、それぞれの送−受信所により送信される送信信号又は受信される受信信号のパルスの数を、一致現象の時点において現わす。送信信号の信号伝搬時間及び送−受信所の間の距離は、求められたパルス数から計算される。
【０００６】
各送−受信所に対して、それぞれの送−受信所により送信される第１のパルスと同じ送−受信所において受信される第１のパルスとの間の時間間隔に相当する時間間隔が、それぞれの送−受信所に対して求められるパルス数から求められ、求められた時間間隔の和により、送−受信所の間の距離が計算されるのがよい。
【０００７】
距離尺度数が、送−受信所間の距離の尺度として、式
ｘ＝（（ｍ（ｉ）−ｐ（ｊ））・ｇ−（（ｎ（ｉ）−ｑ（ｊ））・ｈ
に従って計算され、ここでｇ及びｈは、一方又は他方の送−受信所により送信される送信信号の基準時間に標準化された周期を表わし、ｉ及びｊは、一方又は他方の送−受信所において求められる一致現象の数に対する計数変数を表わし、ｍ（ｉ）及びｎ（ｉ）は、一方の送−受信所に割当てられる送信パルス数又は受信パルス数を、ｉ番目の一致現象の時点において表わし、ｑ（ｊ）及びｐ（ｊ）は、他方の送−受信所に割当てられる送信パルス又は受信パルスを、ｊ番目の一致現象の時点において表わす。
【０００８】
方法の好ましい展開では、一方の送−受信所に対して求められるパルス数が、一方の送−受信所において発生される送信信号の変調により、なるべく位相変調により、他方の送−受信所へ伝送され、送−受信所間の距離がこの他方の送−受信所においてパルス数から計算される。
【０００９】
パルス数が、それぞれの送−受信所により送信されるか又は受信されるパルスの計数により求められるのがよい。
【００１０】
しかし方法の好ましい構成では、送−受信所において発生される送信信号のパルスのみが計数されて、送信パルス計数状態として与えられる。他方の送−受信所において発生される送信信号から、特定の送信パルス計数状態に相当するパルスが選ばれ、この選ばれたパルスが時間的に移動されるか又は抑制され、一方の送−受信所において次の一致現象が予想される時点に現われるか否かが検査されることによって一方の送−受信所に対して、送信パルス数及び受信パルス数が求められる。選ばれたパルスの位相変調のため一致現象が抑制されるか又は時間的に移動されるので、予想される時点に一致現象が現われない時、一方の送−受信所に、それにおいて予想される時点に求められる送信パルス計数状態が送信パルス数として割当てられ、選ばれたパルスの送信パルス計数状態が受信パルス数として割当てられる。そうでない場合、一致現象が選ばれたパルスの位相変調後も予想される時点に現われなくなるまで、選ばれた新しいパルスにより方法段階が繰返される。
【００１１】
両方の送−受信所に対する受信パルス数が同じように求められるのがよい。
【００１２】
一致現象を求めるため、各送−受信所において、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、中間周波数信号が続いて濾波、増幅及び包絡線変調によりパルス状評価信号に変換されるのがよい。評価信号のパルスが一致現象時点を特徴づける。
【００１３】
本発明による方法の重要な利点は、大きい測定範囲を持っているが、高分解度の測定を可能にすることである。
【００１４】
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。
【００１５】
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。なぜならば、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。
【００１６】
実施例及び図面により本発明が詳細に説明される。
【００１７】
図１によれば、両方の送−受信所１及び２は同じに構成されている。これらは自動車用の鍵なし錠装置の構成部分であり、第１の送−受信所１は自動車に設けられる評価装置の一部であり、第２の送−受信所２は携帯可能な鍵モジュールの一部である。送−受信所１，２の間でデータが交換されて、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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に従って位相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、マイクロ波発振器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。
【００２１】
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に従って位相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、発振器信号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、マイクロ波発振器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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
図２は、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、及び信号伝搬時間τ＞０に対する評価信号Ｄ１，Ｄ２の時間線図を示している。部分ａの拡大図Ａ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。これらの時点はそれぞれ一致現象を特徴づけ、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ｔ２１，ｔ２２に現われる。これらの時点も一致現象を特徴づけ、以下第２の一致時点と称される。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。これらの時点も同様にパルス間隔Ｔｄだけ互いに離れている。
【００３０】
両方の評価パルスＤ１，Ｄ２のパルスは、信号伝搬時間τに比例する時間ｔｍ＝ｔｖ１＋ｔｖ２だけ互いにずれている。
【００３１】
図３は、基準時間Ｔ０に標準化される時間軸を持つ図において信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｅ１，Ｅ２のパルスを示している。パルスは簡単化して線分により示されている。基準時間Ｔ０は装置の測定分解度に相当している。これは送信信号Ｓ１，Ｓ２のパルス繰返し周波数ｆｐ１，ｆｐ２から次のように計算される。
【００３２】
図によれば、第１の送−受信所１はパルス列の発生を開始し、このパルス列を第１の送信信号Ｓ１として送信する。パルスは、標準化された周期ｇ＝Ｔｐ１／Ｔ０だけ互いに離れている。更に第１の送−受信所１は、無線接続を介して第２の送−受信所２を喚起し、それから第２の送−受信所２が、標準化された非同期時間ａ後、同様にパルス列の発生を開始し、このパルス列を第２の送信信号として送信する。第２の送信信号Ｓ２のパルスは、標準化された周期ｈ＝Ｔｐ２／Ｔ０だけ互いに離れている。
【００３３】
標準化された周期ｇ，ｈは、それらが互いに素の整数であり、その値は例えばｇ＝１００１及びｈ＝１０００である。
【００３４】
第２の受信信号Ｅ２は、標準化された信号伝搬時間ｂ＝Ｔ／Ｔ０だけ遅れた第１の送信信号Ｓ１に相当し、第１の受信信号Ｅ１は標準化された同じ信号伝搬時間ｂだけ遅れた第２の送信信号Ｓ２に相当している。
【００３５】
図２は更にパルス計数状態ｍ，ｎ，ｐ及びｑも示されている。簡単な表示のためｇ＝９及びｈ＝１０が選ばれた。その際パルス計数状態ｍは、送信パルス計数状態として、特定の時点に第１の送−受信所により送信されるパルスの数を表わし、パルス計数状態ｎは、受信パルス計数状態として、第１の送−受信所１により受信されるパルスの数を表わしている。これと同じように、パルス計数状態ｑは、送信パルス計数状態として、第２の送−受信所２により特定の時点に送信されるパルスの数を表わし、パルス計数状態ｐは、受信パルス計数状態として、第２の送−受信所２により受信されるパルスの数を表わしている。
【００３６】
一致現象は、図のｉ軸及びｊ軸上にｘで示されている。第１の送信信号Ｓ１のパルスが第１の受信信号Ｅ１のパルスと重なるか、又は第２の送受信信号Ｅ２のパルスに重なる時、これらの一致現象が現われ、図１及び２に対する説明によれば、評価信号Ｄ１，Ｄ２により検出される。変数ｉ及びｊは、第１の送−受信所１又は第２の送−受信所２において検出される一致現象を数える。一致現象は、両方の送−受信所１，２において、標準化された同じ一致周期ｋ＝ｇ・ｈで繰返される。
【００３７】
第１の送−受信所１において検出される各一致現象ｉに、２つのパルス数即ち送信パルス数ｍ（ｉ）及び受信パルス数ｎ（ｊ）が割当てられる。その場合送信パルス数ｍ（ｉ）及び受信パルス数ｎ（ｊ）は、ｉ番目の一致現象の時点における第１の送−受信所１の送信パルス計数状態ｍ又は受信パルス計数状態ｎに相当する。
【００３８】
これと同じように、第２の送−受信所２において検出される各一致現象ｊに、２つのパルス数即ち送信パルス数ｑ（ｊ）及び受信パルス数ｐ（ｊ）が割当てられる。送信パルス数ｑ（ｊ）及び送信パルス数ｐ（ｊ）は、ｊ番目の一致現象の時点における第２の送−受信所２の送信パルス計数状態ｑ又は受信パルス計数状態ｐに相当している。
【００３９】
送−受信所１，２間の距離の検出は、２つの時間間隔ａ＋ｂ，ｂ−ａの和に基く標準化された信号伝搬時間ｂの検出に基いており、一方の時間間隔ａ＋ｂは、第１の送−受信所１により送信される第１のパルスと第１の送−受信所１により受信される第１のパルスとの時間間隔に相当し、他方の時間間隔ｂ−ａは、第２の送−受信所２により送信される第１のパルスと第２の送−受信所２により受信される第１のパルスとの時間間隔に相当している。これらの時間間隔ａ＋ｂ，ｂ−ａは、パルス数ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｑ（ｊ），ｐ（ｊ）と標準化された周期ｇ，ｈから簡単に求められる。
【００４０】
即ち図によれば、第１の送−受信所１の一致現象ｉに対応するパルス数ｍ（ｉ），ｎ（ｉ）に対して、次の関係が成立し、
ｍ（ｉ）・ｇ＝ａ＋ｂ＋ｎ（ｉ）・ｈ
第２の送−受信所２の一致現象ｊに対応するパルス数ｑ（ｊ），ｐ（ｊ）に対して次の関係が成立する。
ａ＋ｑ（ｊ）・ｈ＝ｂ＋ｐ（ｊ）・ｇ
【００４１】
従って計数状態ａ＋ｂ，ｂ−ａが生じる。
ａ＋ｂ＝ｍ（ｉ）・ｇ−ｎ（ｉ）・ｈ
ｂ−ａ＝＋ｑ（ｊ）・ｈ−ｐ（ｊ）・ｇ
【００４２】
これらの式の和によって、標準化された信号伝搬時間ｂに比例する距離尺度和ｘが、送−受信所１，２間の距離の尺度として得られる。距離尺度数ｘに対して次の式が成立する。
ｘ＝２ｂ＝（（ｍ（ｉ）−ｐ（ｊ））・ｇ−（（ｎ（ｉ）−ｑ（ｊ））・ｈ
【００４３】
パルスの計数が図におけるように０で始まるのではなく、１又は他の数で始まる時にも、同じ結果が得られる。
【００４４】
送信信号Ｓ１，Ｓ２の信号伝搬時間τは次式
に従って送−受信所１，２間の距離ｄに比例し、光速ｃ０に反比例している。ｂ＝τ／Ｔ０により、距離尺度数ｘから、求める距離ｄを次式
に従って計算することができる。
【００４５】
第２の送−受信所２において求められるパルス数ｑ（ｊ）及びｐ（ｊ）が、第１の送−受信所１へ、例えば無線接続を介して又は第２の送信信号Ｓ２の変調により伝送される時、第１の送−受信所１には、距離尺度数ｘの計算に必要なすべてのパルス数ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｑ（ｊ），ｐ（ｊ）が存在する。従って距離尺度数ｘは、第１の送−受信所１において直ちに求めることができる。
【００４６】
上述した方法では、送信パルス数ｍ（ｉ），ｑ（ｊ）及び受信パルス数ｎ（ｉ），ｐ（ｊ）が、それぞれの信号Ｓ１，Ｓ２，Ｅ１，Ｅ２のパルスの計数によって求められる。
【００４７】
しかし送信パルス数ｍ（ｉ），ｑ（ｊ）のみを計数によって求め、受信パルス数ｎ（ｉ），ｐ（ｊ）を、送信信号Ｓ１，Ｓ２の位相変調により間接に、送信信号Ｓ１，Ｓ２の送信パルス計数状態ｍ，ｑから求めることも考えられる。
【００４８】
例えば第１の送−受信所１において第２の送−受信所２の受信パルス数ｐ（ｊ）を求めるため、第１の送信信号Ｓ１からパルスｍｚが選ばれ（図示した例えではそれは送信パルス計数状態ｍ＝２０を持つパルスである）、位相変調により特徴づけられる。従って選ばれたパルスｍｚは、位相値△ψだけ破線で示す位相ｍｚ′へ移動されるか又は抑制される。後者は３６０°の位相移動に相当する。位相移動の結果、第２の受信信号Ｅ２において、同じ計数状態に相当するパルスｐｚが、位相値△ψだけ破線で示す位置ｐｚ′へ移動される。
【００４９】
図に示すように、パルスｐｚが、一致現象に相当する位置にあると、位置ｐｚ′へのその移動の結果、一致現象が生じない。
【００５０】
これに反しパルスｐｚが、一致現象に相当しない位置にあると、その移動は一致現象にも影響を及ぼさない。その場合一致現象は更に標準化された一致周期ｋで繰返される。
【００５１】
第２の送−受信所２の受信パルス数ｐ（ｊ）を求めるため、選ばれたパルスｍｚの移動後第２の送−受信所２において一致現象が現われないが否かが検査される。一致現象が現われないことは、一致現象が予想通りに標準化された一致周期ｋで繰返されることによって、認められる。今や特定の時点に予想される一致現象が現われないことがわかると、この時点に計数により求められる第２の送信信号Ｓ２の送信パルス計数状態ｑが送信パルス数ｑ（ｊ）であると気付き、選ばれたパルスｍｚの計数状態が受信パルス数ｐ（ｊ）であると気付く。
【００５２】
図に示されている事例では、一致現象が現われないことは番号ｊ＝３により認められ、対応する送信パルス和ｑ（３）が値ｑ（３）＝２３に設定され、対応する受信パルス数ｐ（３）が値ｐ（３）＝２０即ちパルスｍｚの計数状態に設定される。従って受信パルス数ｐ（３）は、第１の送信信号Ｓ１のパルスの計数により間接的に求められる。
【００５３】
選ばれたパルスの移動が一致現象に影響を及ぼさないと、選ばれた新しいパルスで方法段階は、移動の結果予想される一致現象が現われなくなるようなパルスに選択が出合うまで、繰返される。
【００５４】
第１の送−受信所１に対して送信パルス数ｍ（ｉ）及び対応する受信パルス数ｎ（ｉ）は、第２の送信信号Ｓ２から１つのパルスの選択及び位相変調により同じように求めることができる。
【００５５】
送信信号Ｓ１，Ｓ２のうち１つの送信信号の特定のパルスが位相変調により移動されると、当該送信号Ｓ１又はＳ２を受信する送−受信所１，２において、一致現象の間隔が変化する。従って一方の送−受信所１又は２における位相変調は、他方の送−受信所２又は１において検出可能である。従って位相変調は、送−受信所１，２間でデータの伝送も可能にする。
【００５６】
上述した方法の重要な利点は、これらの方法が高い一義性範囲を持っているにもかかわらず、高い分解度の測定を可能にすることである。
【００５７】
標準化された信号伝搬時間ｂが標準化された一致周期ｋより小さく、即ち信号伝搬時間τに対して次式
τ＜Ｔｍａｘ＝ｇ・ｈ・Ｔ０
が成立する時、測定は一義的である。Ｔｍａｘは一義性範囲の限界即ち最大測定範囲を表わす。パルス繰返し周波数ｆｐ１及びｆｐ２が５０ＭＨｚ又は５０．０５ＭＨｚに選ばれると、基準時間Ｔ０及び最大測定範囲Ｔｍａｘに対して、値Ｔ０＝２０ｐｓ及びＴｍａｘ＝２０．０２μｓが得られ、即ち２０．０２μｓまでの信号伝搬時間τを、２０ｐｓの分解度で測定することができる。場所範囲では、それは６ｍｍの分解度で約６ｋｍの測定範囲に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各送−受信所（１，２）において送信信号（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それぞれ他方の送−受信所（２，１）へ送信され、この送−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、所定の差周波数値（ｆｄ）だけ互いに相違し、
各送−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）のパルスと受信信号（Ｅ２，Ｅ１）のパルスとの重なりが、一致現象として検出され、
各送−受信所（１，２）に対して、それぞれの送−受信所（１，２）に割当てられる２つのパルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））が求められ、これらのパルス数が、送信パルス数（ｍ（ｉ），ｑ（ｊ））又は受信パルス数（ｎ（ｉ），ｐ（ｊ））として、それぞれの送−受信所（１，２）により送信されるか又は受信されるパルスの数を、一致現象の時点に表わし、
送−受信所（１，２）間の距離がパルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））から計算される
ことを特徴とする、２つの送−受信所（１，２）の間の距離を求める方法。
【請求項２】
各送−受信所（１，２）に対して、それぞれの送−受信所（１，２）により送信される第１のパルスと同じ送−受信所（１，２）において受信される第１のパルスとの間の時間間隔（ａ＋ｂ，ｂ−ａ）が、それぞれの送−受信所（１，２）に対して求められるパルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））から求められ、求められた時間間隔（ａ＋ｂ，ｂ−ａ）の和により、送−受信所（１，２）の間の距離が計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
距離尺度数（ｘ）が、送−受信所（１，２）間の距離の尺度として、式
ｘ＝（（ｍ（ｉ）−ｐ（ｊ））・ｇ−（（ｎ（ｉ）−ｑ（ｊ））・ｈ
に従って計算され、ここでｇ及びｈは、一方又は他方の送−受信所（１，２）により送信される送信信号（Ｓ１，Ｓ２）の基準時間（Ｔ０）に標準化された周期（Ｔｐ１，Ｔｐ２）を表わし、
ｉ及びｊは、一方又は他方の送−受信所（１，２）において特定の時点に検出される一致現象の数に対する計数変数を表わし、
ｍ（ｉ）及びｎ（ｉ）は、一方の送−受信所（１）に割当てられる送信パルス数又は受信パルス数を、ｉ番目の一致現象の時点において表わし、
ｑ（ｊ）及びｐ（ｊ）は、他方の送−受信所（２）に割当てられる送信パルス又は受信パルスを、ｊ番目の一致現象の時点において表わす
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
一方の送−受信所（２）に対して求められるパルス数（ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））が、一方の送−受信所（２）において発生される送信信号（Ｓ２）の変調により、他方の送−受信所（１）へ伝送され、送−受信所（１，２）間の距離がこの他方の送−受信所（１）においてパルス数から計算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５】
送信信号（Ｓ２）が位相変調により変調されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
パルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｑ（ｊ），ｐ（ｊ））が、それぞれの送−受信所（１，２）により送信されるか又は受信されるパルスの計数により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７】
各送−受信所（１，２）において、送信されるパルスが、送信パルス計数状態（ｍ，ｎ）を求めるために計数されることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の方法。
【請求項８】
他方の送−受信所（１）において発生される送信信号（Ｓ１）から、特定の送信パルス計数状態（ｍ）に相当するパルス（ｍｚ）が選ばれ、時間的に移動されるか又は抑制され、
一方の送−受信所（２）において次の一致現象が予想される時点に現われるか否かが検査され、かつ
予想される時点に一致現象が現われない時、一方の送−受信所に、それにおいて予想される時点に求められる送信パルス計数状態（ｑ）が送信パルス数（ｑ（３））として割当てられ、選ばれたパルス（ｍｚ）の送信パルス計数状態（ｍ）が受信パルス数（ｐ（３））として割当てられる
ことによって、送信パルス数（ｑ（ｊ））及び受信パルス数（ｐ（ｊ））が、一方の送−受信所（２）のために求められることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
予想される時点に一致現象が現われる場合方法段階が、選ばれた新しいパルスにより、予想される時点に一致現象が現われなくなるまで、繰返されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
両方の送−受信所（１，２）に対する受信パルス数（ｎ（ｉ），ｐ（ｊ））が同じように求められることを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
差周波数値（ｆｄ）が、送信信号（Ｓ１，Ｓ２）の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１２】
送−受信所（１，２）の間で、送信信号（Ｓ１，Ｓ２）の位相変調によりデータが伝送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１３】
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、中間周波数信号（Ｚ１，Ｚ２）に変換され、中間周波数信号（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、一致現象の現われる時点（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１４】
自動車に設けられる送−受信所と鍵モジュールに設けられる別の送−受信所との間の距離を求めるため、自動車のための鍵なし錠装置における、先行する請求項の１つに記載の方法の使用。
【請求項１】
各送−受信所（１，２）において送信信号（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それぞれ他方の送−受信所（２，１）へ送信され、この送−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、所定の差周波数値（ｆｄ）だけ互いに相違し、
各送−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）のパルスと受信信号（Ｅ２，Ｅ１）のパルスとの重なりが、一致現象として検出され、
各送−受信所（１，２）に対して、それぞれの送−受信所（１，２）に割当てられる２つのパルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））が求められ、これらのパルス数が、送信パルス数（ｍ（ｉ），ｑ（ｊ））又は受信パルス数（ｎ（ｉ），ｐ（ｊ））として、それぞれの送−受信所（１，２）により送信されるか又は受信されるパルスの数を、一致現象の時点に表わし、
送−受信所（１，２）間の距離がパルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））から計算される
ことを特徴とする、２つの送−受信所（１，２）の間の距離を求める方法。
【請求項２】
各送−受信所（１，２）に対して、それぞれの送−受信所（１，２）により送信される第１のパルスと同じ送−受信所（１，２）において受信される第１のパルスとの間の時間間隔（ａ＋ｂ，ｂ−ａ）が、それぞれの送−受信所（１，２）に対して求められるパルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））から求められ、求められた時間間隔（ａ＋ｂ，ｂ−ａ）の和により、送−受信所（１，２）の間の距離が計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
距離尺度数（ｘ）が、送−受信所（１，２）間の距離の尺度として、式
ｘ＝（（ｍ（ｉ）−ｐ（ｊ））・ｇ−（（ｎ（ｉ）−ｑ（ｊ））・ｈ
に従って計算され、ここでｇ及びｈは、一方又は他方の送−受信所（１，２）により送信される送信信号（Ｓ１，Ｓ２）の基準時間（Ｔ０）に標準化された周期（Ｔｐ１，Ｔｐ２）を表わし、
ｉ及びｊは、一方又は他方の送−受信所（１，２）において特定の時点に検出される一致現象の数に対する計数変数を表わし、
ｍ（ｉ）及びｎ（ｉ）は、一方の送−受信所（１）に割当てられる送信パルス数又は受信パルス数を、ｉ番目の一致現象の時点において表わし、
ｑ（ｊ）及びｐ（ｊ）は、他方の送−受信所（２）に割当てられる送信パルス又は受信パルスを、ｊ番目の一致現象の時点において表わす
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
一方の送−受信所（２）に対して求められるパルス数（ｐ（ｊ），ｑ（ｊ））が、一方の送−受信所（２）において発生される送信信号（Ｓ２）の変調により、他方の送−受信所（１）へ伝送され、送−受信所（１，２）間の距離がこの他方の送−受信所（１）においてパルス数から計算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５】
送信信号（Ｓ２）が位相変調により変調されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
パルス数（ｍ（ｉ），ｎ（ｉ），ｑ（ｊ），ｐ（ｊ））が、それぞれの送−受信所（１，２）により送信されるか又は受信されるパルスの計数により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７】
各送−受信所（１，２）において、送信されるパルスが、送信パルス計数状態（ｍ，ｎ）を求めるために計数されることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の方法。
【請求項８】
他方の送−受信所（１）において発生される送信信号（Ｓ１）から、特定の送信パルス計数状態（ｍ）に相当するパルス（ｍｚ）が選ばれ、時間的に移動されるか又は抑制され、
一方の送−受信所（２）において次の一致現象が予想される時点に現われるか否かが検査され、かつ
予想される時点に一致現象が現われない時、一方の送−受信所に、それにおいて予想される時点に求められる送信パルス計数状態（ｑ）が送信パルス数（ｑ（３））として割当てられ、選ばれたパルス（ｍｚ）の送信パルス計数状態（ｍ）が受信パルス数（ｐ（３））として割当てられる
ことによって、送信パルス数（ｑ（ｊ））及び受信パルス数（ｐ（ｊ））が、一方の送−受信所（２）のために求められることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
予想される時点に一致現象が現われる場合方法段階が、選ばれた新しいパルスにより、予想される時点に一致現象が現われなくなるまで、繰返されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
両方の送−受信所（１，２）に対する受信パルス数（ｎ（ｉ），ｐ（ｊ））が同じように求められることを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
差周波数値（ｆｄ）が、送信信号（Ｓ１，Ｓ２）の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１２】
送−受信所（１，２）の間で、送信信号（Ｓ１，Ｓ２）の位相変調によりデータが伝送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１３】
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、中間周波数信号（Ｚ１，Ｚ２）に変換され、中間周波数信号（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、一致現象の現われる時点（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１４】
自動車に設けられる送−受信所と鍵モジュールに設けられる別の送−受信所との間の距離を求めるため、自動車のための鍵なし錠装置における、先行する請求項の１つに記載の方法の使用。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００６−５０３２７３（Ｐ２００６−５０３２７３Ａ）
【公表日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５４３９３７（Ｐ２００４−５４３９３７）
【出願日】平成１５年９月８日（２００３．９．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００３／００２９６８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３６２４１
【国際公開日】平成１６年４月２９日（２００４．４．２９）
【出願人】（５０３３５５２９２）コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (79)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年９月８日（２００３．９．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００３／００２９６８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３６２４１
【国際公開日】平成１６年４月２９日（２００４．４．２９）
【出願人】（５０３３５５２９２）コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (79)
【Ｆターム（参考）】
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