应答器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种应答器，包括：天线装置，包括多个环状的天线导体线路，所述多个天线导体线路布置在至少两个平面上，所述至少两个平面相互倾斜且在朝向所述应答器底面的方向上相离而在背向所述应答器底面的方向上相近或相接；以及，控制器，与所述天线装置连接，用于当所述多个天线导体线路中的任一天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值时，经由所述多个天线导体线路中的至少一个天线导体线路发送数据。利用该应答器，能够在不增大应答器的壳体内部空间的情况下增大应答器的读取窗口。
【专利说明】应答器
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道交通通信领域，尤其涉及用于轨道交通通信的应答器。
【背景技术】
[0002]在轨道交通系统中，每一段轨道一般都安装有一个应答器(Transponder)，其存储有该段轨道的基本信息，例如轨道的限速和水平等参数。每当列车将要进入一段轨道行驶时，安装在列车上的读写器(Inteirogator)都要从安装在这一段轨道中的应答器读取这一段轨道的基本信息以指导列车在这一段轨道上的行驶。可见，用于轨道交通系统的应答器对确保列车的安全行驶非常重要。在欧洲铁路标准中，应答器也称作欧洲应答器(EuroBalise)0
[0003]图1示出了现有的欧洲应答器系统的示意图，其中，安装在轨道中的欧洲应答器通过磁耦合方式与列车上安装的读写器通信。欧洲应答器包括安装在其壳体内的天线元件以接收能量并发送报文(Telegram)数据给列车上安装的读写器，该天线元件仅包括一个位于一个平面内的天线导体线路(如图2所示)。由于仅包括一个位于单个平面内的天线导体线路的天线元件只能提供有限的天线有效磁场接收面积，而应答器所能提供的读取窗口(Read Window)是与其天线元件所提供的天线有效磁场接收面积成正比。因此,欧洲应答器只能提供有限的读取窗口(只能支持一个报文数据发送)供读写器从欧洲应答器获取信息。从而，为了覆盖整个列车轨道，需要在列车轨道上部署大量的欧洲应答器，这将会极大地增加了部署成本。
【发明内容】
[0004]考虑到现有技术的上述问题，本发明实施例提供一种应答器，其能够增大读取窗□。
[0005]按照本发明的一种应答器，包括:天线装置，包括多个环状的天线导体线路，所述多个天线导体线路布置在至少两个平面上，所述至少两个平面相互倾斜且在朝向所述应答器底面的方向上相离而在背向所述应答器底面的方向上相近或相接；以及，控制器，与所述天线装置连接，用于当所述多个天线导体线路中的任一天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值时，经由所述多个天线导体线路中的至少一个天线导体线路发送报文数据。
[0006]在一种实现方式中，所述多个天线导体线路在电路连接上相互分离。
[0007]在一种实现方式中，所述应答器还包括:开关元件，与所述天线装置和所述控制器连接，其中，所述开关元件初始连接到所述多个天线导体线路中的第一指定天线导体线路，其中，所述控制器还用于当所述开关元件当前连接的天线导体线路所感应的能量超出所述指定能量阈值时，经由所述开关元件当前连接的天线导体线路发送报文数据，以及，当所述开关元件当前连接的天线导体线路所感应的能量从超出所述指定能量阈值变为小于所述指定能量阈值时，指示所述开关元件连接到所述多个天线导体线路中的下一个指定天线导体线路。
[0008]在一种实现方式中，所述多个天线导体线路是两个天线导体线路。
[0009]在一种实现方式中，所述环状是圆环形、矩形、正方形或多边形。
[0010]在一种实现方式中，所述至少一个天线导体线路各自发送不同的报文数据。
[0011]在一种实现方式中，所述多个天线导体线路设置在柔性电路板上。
[0012]从以上描述可以看出，本发明实施例的方案在应答器的壳体内设置多个其所在平面相互倾斜的天线导体线路作为应答器的天线装置，由于该多个其所在平面相互倾斜的天线导体线路与位于单个平面内的单个天线导体线路相比能提供更大的读取窗口，并且由于其所在平面相互倾斜该多个天线导体线路只需占用很小的空间从而在不需要增大应答器的壳体内部空间的情况下该多个天线导体线路就能放置在应答器的壳体内，因此，本发明实施例的方案能够在不增大应答器的壳体内部空间的情况下增大应答器的读取窗口。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本发明的其它特点、特征、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。
[0014]图1示出了现有的现有的欧洲应答器系统的示意图。
[0015]图2示出了现有的现有的欧洲应答器的天线元件的示意图。
[0016]图3示出了根据本发明一个实施例的应答器的示意图。
[0017]图4A示出了根据本发明一个实施例的天线装置中的天线导体线路的布置的俯视图。
[0018]图4B示出了根据本发明一个实施例的天线装置中的天线导体线路的布置的侧视图。
[0019]图4C示出了根据本发明一个实施例的天线导体线路所提供的读取窗口的的示意图。
[0020]图5A示出了根据本发明的另一实施例的应答器的示意图。
[0021]图5B示出了根据本发明的又一实施例的应答器的示意图。
[0022]图5C示出了根据本发明的再一实施例的应答器的示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了减少部署成本，需要减少在轨道中部署的应答器的数量。而在减少应答器的数量的情况下要能保证列车的安全行驶，需要增大应答器的读取窗口。一个很容易想到的用于增大应答器的读取窗口方案是增大应答器中的天线元件的尺寸，但增大的天线元件需要更大的空间来容纳，这需要更改应答器以增大应答器的壳体内部空间。然而，应答器的壳体尺寸通常是不能随意改变的，因此，通过增大应答器中的天线元件的尺寸来增大应答器的读取窗口通常不可行。
[0024]下面，将结合附图详细描述本发明的各个实施例。
[0025]图3示出了根据本发明一个实施例的应答器的示意图。如图3所示，应答器10可以包括天线装置20、开关元件30和控制器40。
[0026]天线装置20可以包括安装在应答器10壳体内的两个环状的天线导体线路22、24，这里，环状可以是但不局限于圆环形、矩形、正方形或多边形等。如图4A和4B所示，天线导体线路22、24在电路连接上相互分离，天线导体线路22、24分别布置在两个平面(例如可以是天线导体线路22、24所在的电路板)上，该两个平面相互倾斜并且在朝向应答器10的底面AZ的方向上相离而在背向应答器10的底面AZ的方向上相近。其中，应答器10的底面AZ是应答器10中用于将应答器10安装在轨道上的表面。图4C示出了天线导体线路22、24所提供的读取窗口，天线导体线路22、24所提供的读取窗口要大于位于单个平面内的单个天线导体线路所提供的读取窗口。
[0027]开关元件30可以连接到天线装置20。其中，开关元件30初始连接到天线导体线路22、24的其中之一，开关元件30初始连接的天线导体线路是天线导体线路22、24中第一个遇到在轨道上行使的列车的天线导体线路，因此其也是天线导体线路22、24中第一个出现通过磁耦合所感应的能量超出指定能量阈值S的天线导体线路。
[0028]控制器40可以连接到开关元件30。当控制器40检测发现开关元件30当前所连接的天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值S时，经由开关元件30当前所连接的天线导体线路发送要传送给列车上的读写器的报文数据。此外，当控制器40检测发现开关元件30当前所连接的天线导体线路所感应的能量从超出指定能量阈值S变为小于指定能量阈值S时，控制器40指示开关元件30连接到天线导体线路22、24中的另一天线导体线路，显然，该另一天线导体线路是在开关元件30当前所连接的天线导体线路之后第二个遇到在轨道上行驶的列车的天线导体线路，因此，其也是天线导体线路22、24中第二个出现所感应的能量超出指定能量阈值S的天线导体线路。
[0029]从以上描述可以看出，本实施例在应答器10的壳体内使用两个其所在平面相互倾斜的天线导体线路22、24作为天线装置，由于其所在平面相互倾斜，天线导体线路22、24所提供的读取窗口比位于单个平面内的单个天线导体线路所提供的读取窗口大，所以应答器10能够提供更大的读取窗口，而且，由于其所在平面相互倾斜，所以天线导体线路22、24只需占用很小的空间，在不需要增大应答器10的壳体内部空间的情况下就能放置在应答器10的壳体内，因此，本实施例的应答器10能够在不需要增大其壳体内部空间的情况下增大其读取窗口。此外，由于天线导体线路22、24在电路连接上相互分离，因此，可以分别控制天线导体线路22和天线导体线路24来分时发送不同的报文数据。
[0030]其它变形
[0031]本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，应答器10包括开关元件30，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，应答器10也可以不包括开关元件30。在应答器10不包括开关元件30的情况下，控制器40可以如图5A所示分别经由连接线L3和L4直接连接到这两个天线导体线路22和24，并当确定天线导体线路22和24中的任意一个天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值S时，控制器40经由该任意一个天线导体线路发送数据。或者，当确定天线导体线路22和24中的任意一个天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值S时，控制器40同时经由天线导体线路22和24两者发送数据。
[0032]本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，在应答器10包括开关元件30的情况下，控制器40仅通过天线导体线路22和24中其感应的能量超出指定能量阈值S的那个天线导体线路发送数据，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，控制器40也可以同时经由天线导体线路22和24两者发送报文数据。具体地，例如，如图5B所示，控制器40还分别经由连接线LI和L2连接到这两个天线导体线路22和24，当检查发现开关元件30当前所连接的天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值S时，控制器40同时经由天线导体线路22和24两者发送报文数据。
[0033]本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，应答器10的天线装置20仅包括两个天线导体线路22、24，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，应答器10的天线装置20也可以包括三个或三个以上的天线导体线路，其中，该三个或三个以上的天线导体线路在电路连接上可相互分离，该三个或三个以上的天线导体线路布置在至少两个平面上，该至少两个平面相互倾斜并且在朝向应答器10的底面AZ的方向上相离而在背向应答器10的底面AZ的方向上相近或相接。例如，控制器40可以仅经由该三个或三个以上的天线导体线路中其感应的天线导体线路超出指定能量阈值S的那个天线导体线路发送数据，或者，控制器40可以同时经由该三个或三个以上的天线导体线路中的至少两个天线导体线路发送报文数据。
[0034]本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，天线装置20所包括的天线导体线路在电路连接上是相互分离的，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，如图5C所示，天线装置20所包括的多个天线导体线路也可以在电路上相互连接(相接)。在这种情况下，应答器10不需要包括开关元件30，控制器40仅连接到天线装置20所包括的多个天线导体线路的其中之一即可，当控制器40检查发现天线装置20所包括的天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值S时，控制器40经由天线装置20所包括的多个天线导体线路发送报文数据。
[0035]本领域技术人员应当理解，以上各个实施例所公开的天线导体线路可以设置在柔性电路板上。
[0036]本领域技术人员应当理解，上面所公开的各个实施例，可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和改变。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。
【权利要求】
1.一种应答器，包括: 天线装置，包括多个环状的天线导体线路，所述多个天线导体线路布置在至少两个平面上，所述至少两个平面相互倾斜且在朝向所述应答器底面的方向上相离而在背向所述应答器底面的方向上相近或相接；以及 控制器，与所述天线装置连接，用于当所述多个天线导体线路中的任一天线导体线路所感应的能量超出指定能量阈值时，经由所述多个天线导体线路中的至少一个天线导体线路发送报文数据。
2.如权利要求1所述的应答器，其中， 所述多个天线导体线路在电路连接上相互分离。
3.如权利要求1或2所述的应答器，其中，还包括: 开关元件，与所述天线装置和所述控制器连接，其中，所述开关元件初始连接到所述多个天线导体线路中的第一指定天线导体线路， 其中，所述控制器还用于当所述开关元件当前连接的天线导体线路所感应的能量超出所述指定能量阈值时，经由所述开关元件当前连接的天线导体线路发送报文数据，以及，当所述开关元件当前连接的天线导体线路所感应的能量从超出所述指定能量阈值变为小于所述指定能量阈值时，指示所述开关元件连接到所述多个天线导体线路中的下一个指定天线导体线路。
4.如权利要求1或2所述的应答器，其中，所述多个天线导体线路是两个天线导体线路。
5.如权利要求1或2所述的应答器，其中，所述环状是圆环形、矩形、正方形或多边形。
6.如权利要求1或2所述的应答器，其中，所述至少一个天线导体线路各自发送不同的报文数据。
7.如权利要求1或2所述的应答器，其中，所述多个天线导体线路设置在柔性电路板上。
【文档编号】H04B1/59GK104242982SQ201310229707
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月8日 优先权日:2013年6月8日
【发明者】袁勇, 喻丹, 魏力, 朱卫华, 韩锐, 陈立 申请人:西门子信号有限公司