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	ETC車載器用RFモジュール

２０００年４月２４日から、試行運用を開始したＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｏｌｌ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）も、昨年３月３０日から一般運用が開始された。主に３大都市圏を中心とした１７５料金所でのサービスであったが、昨年１１月３０日から全国６１６カ所へサービス拡大された。

今後、２００２年末までに、全国の約９００料金所への導入が計画されている。

ＥＴＣ車載器においては、車載電装品メーカーなどから、十数機種のＥＴＣ車載器が販売されている。加えて、ナビゲーションシステムへ接続可能なオプションＥＴＣユニットの展開や、ＥＴＣ車載器を搭載した車種も登場している。さらに、昨年１１月３０日からＥＴＣ期間限定特別割引が実施適用され、登録することにより、２００４年６月３０日までの期間限定で、高速道路の通行料金がＥＴＣ使用により、割引されることになる。

こうした展開により、ＥＴＣ車載器の普及台数も徐々に拡大し、昨年末に１０万台を突破し、今年１月末時点で、約１３万台のＥＴＣ車載器が自動車へ搭載されている。

ＥＴＣの利用状況は、国土交通省道路局の発表では、日本道路公団：約１８，０００台／日、首都高速道路公団：約５，０００台／日、阪神高速道路公団：約１０００台／日となっている。現状、商用車・トラックなどの業務用車両の利用がメインと考えられるが、今後、ＥＴＣ車載器のさらなる普及により、一般車両での利用も拡大することが期待される。

このＥＴＣは、ＩＴＳ（高度道路交通システム：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）の１分野（図１参照）として、高速道路など有料道路料金所での料金所での渋滞解消、キャッシュレス化による利便性の向上、さらに排気ガスによる大気汚染や騒音の減少などへ貢献するものとして、開発された無線通信システムである。そのシステムを構成する機器としては、以下の３点となる。
（１）車載器（利用者が購入）
（２）ＩＣカード（利用者が契約）
（３）路側器（ＥＴＣ路側無線装置）

実際には、自動車にセットアップされる（１）ＥＴＣ車載器と、高速道路の料金所に設置された（３）路側器（ＥＴＣ路側無線装置）との間で、５．８Ｇヘルツ帯の電波を利用して、高速道路の料金計算に必要な情報を通信している。

これから紹介するＥＴＣ用ＲＦ（高周波）モジュールは、主に自動車へセットアップされるＥＴＣ車載器で使用される高周波モジュールであり、５．８Ｇヘルツのアンテナおよび、送受信部から変調・復調部までをモジュール化している。

このほど、アルプス電気では、当社従来製品に対し、大幅な小型化を図った第２世代となるＥＴＣ用ＲＦ（高周波）モジュール（写真参照）を開発した。この第２世代ＥＴＣ用ＲＦ（高周波）モジュールについて触れていきたい。

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	ITS:高速道路交通システム

現在、市場へ展開されているＥＴＣ車載器は第１世代にあたる。今後、ＥＴＣ市場の拡大に不可欠なのは、いかにＥＴＣ車載器を普及拡大させ、その利用頻度を向上させるかに掛かっている。特に、ＥＴＣ車載器の普及拡大にあたり、以下がポイントとなると考えられる。
（１）ＥＴＣ車載器の低価格化
（２）ＥＴＣの自動車への搭載率拡大
（３）ＥＴＣとナビゲーションシステムとの融合

上記ポイントに対し、ＥＴＣ車載器に使用される部品へ求められるニーズとして、以下があげられる。
（１）主要部品の小型化
（２）主要部品の低価格化
（３）主要部品の信頼性向上
（４）主要部品の性能と品質の向上

当社は、第２世代ＥＴＣ用ＲＦ（高周波）モジュールの開発にあたり、これらのニーズへの対応を目標とした。この目標の達成に対し、アナログ・デジタルＴＶ放送用受信チューナ、ＤＥＣＴ・ＣＤＭＡ・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの通信用ＲＦユニットに代表される各種高周波製品開発で、長年培ってきた高周波技術の蓄積と高密度部品実装技術などの生産技術の駆使により課題を克服し、第２世代ＥＴＣ用ＲＦ（高周波）モジュールの開発に成功した。

世界的には、ＥＴＣの通信方式は大きく以下２つがある。
（１）アクティブ方式（日本方式）
（２）パッシブ方式（欧州方式）

代表的な地域の通信方式と通信周波数を表１に示す。

パッシブ方式は、ヨーロッパで採用されているが、車載器に発振器を内蔵せず、高速道路へ設置された路側器からの電波を受信後、車載器からその電波を反射しデータを送信する。

これに対し、アクティブ方式はトランシーバー方式とも呼ばれ、車載器にも発振器を内蔵、車載器と路側器が自由に電波を発射し合うことが可能である。パッシブ方式に対して、高速かつ大量の情報通信が可能で、かつ、高い信頼性の確保に優れており、多様なＩＴＳサービスでの活用が可能である。さらに国内ＥＴＣシステムは、民生用双方向通信としては最も高い５．８Ｇヘルツ帯の周波数を使用し、マンチェスタ符号化されたデータ信号にＡＳＫ変調を掛けることにより、高速で通過する車に対し、１Ｍｂｐｓの高速通信を行うものである。国内ＥＴＣシステム仕様を表２に示す。

ここで紹介する当社：ＥＴＣ用ＲＦモジュールは、国内ＥＴＣシステム用であるアクティブ方式に対応した第２世代モジュールである。

ブロック図を図２に示す。図２にあるようにＥＴＣ用ＲＦモジュールは発信器ブロック、送信ブロック、受信ブロック、送信と受信を分けるアンテナスイッチブロック、アンテナで構成されている。第２世代ＥＴＣ用ＲＦモジュールでは、送信出力：１３．２ｄＢｍｅ．ｉ．ｒ．ｐ、受信感度：マイナス６５ｄＢｍｅ．ｉ．ｒ．ｐ、アンテナ利得：３．５ｄＢｉを実現した。

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		ETC Type in Wprld Wide			国内ETCシステム仕様			ALPS ETC RF Module (Active Type)Brock Diagram

（１）当社従来品「ＵＧＨＰ１シリーズ」比約５０％減となる外形サイズ２３．０ｍｍ（Ｗ）×５０．０ｍｍ（Ｄ）×７．１ｍｍ（Ｈ）、容積８．１６ｍｌの大幅な小型化を達成し、業界最小を実現。
（２）独自のアンテナ設計／評価技術を駆使し、ＲＦ回路部とアンテナ部の最適な組み合わせを採用することで低消費電流を実現。
（３）セット開発を容易にするデジタル・インターフェイス仕様。
（４）固有の誘電体技術により、独自開発した超小型バンドパスフィルターを採用。

当社ＥＴＣ用ＲＦモジュールでは、第１世代モジュールから発信部周波数逓倍器（×２）、アンプ（ＰＡ）、変調部、アンテナスイッチなどを高価なＭＭＩＣは使用せず、ディスクリート部品で構成。さらに、高周波シミュレーション技術を駆使して、これらディスクリート部品での回路設計を行っている。加えて、第１世代モジュールに対し、以下の内容について大幅な見直しをかけた。
（１）変調回路部の回路構成を大幅に見直し、回路を簡素化。
（２）発信回路部後段フィルター部の見直し。
（３）アンテナスイッチ回路部の再設計による小型化。
（４）従来別ピースであったアンテナの一体化と小型化。
（５）回路レイアウトの簡素化。
（６）使用部品の小型化と実装密度アップ。
（７）部品の両面実装化。

上記内容に対し、高周波回路設計技術および、高周波回路シミュレーション技術、アンテナ設計・評価技術を駆使し、第２世代ＥＴＣ用ＲＦモジュールをハイパフォーマンスに完成することができた。当社ＥＴＣ用ＲＦモジュールの製品バラエティとして、車載器用アンテナ内蔵タイプおよび、今後ナビゲーションへの展開を考慮したアンテナセパーレートタイプのＥＴＣ用ＲＦモジュールを揃えている。表３に第２世代ＥＴＣ用ＲＦモジュール：ＵＧＨＰ４タイプの主な仕様を示す。

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	ALPS ETC RF Module(Active Type) Specs

◆今後の展開

一般運用が開始され、約１年が経過し、業務用車両への搭載が本格化し、さらに一般車両への搭載拡大が期待される。ＥＴＣ車載器についても、次世代モデルの投入、ナビゲーションシステムとの融合、自動車へのＥＴＣ車載器の標準搭載が展開されることが予想される。このＥＴＣ車載器市場に対し、第２世代ＥＴＣ用ＲＦモジュールを提供し、ＥＴＣ車載器市場を活性化の一翼を担いたい。

さらに、２０００年４月に５．８Ｇヘルツ帯のＤＳＲＣ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：狭域通信）が法制化され、車と道路を双方向通信で結び付ける情報通信インフラとして期待されている。このＤＳＲＣを使用した物流・バス・タクシーなどの運行管理システムや駐車場、ドライブスルーショッピング、ガソリンスタンド、カーフェリーなどの料金決済システムなどの新しいＩＴＳサービスの実用化に向けた取り組みが始まっている。

このＤＳＲＣへ対応した小型・高性能な次世代ＲＦモジュールの開発を進め、よりハイパフォーマンスなＥＴＣ／ＤＳＲＣ用ＲＦモジュールを提供していきたい。