2009年頃のオンタリオ州ハイウェイ407の通行料金トランスポンダー

電気通信において、トランスポンダとは、信号を受信すると、それに応じて異なる信号を発信する装置である。[1]この用語は、送信機（トランスミッタ）と応答機（レスポンダ）を組み合わせたものである。[2] [3]

航空航法または無線周波数識別において、フライトトランスポンダーは、受信した問い合わせ信号に応答してコード化された識別信号を発する航空機内の 自動トランシーバーです。

通信衛星では、衛星トランスポンダが、通常は衛星地上局からさまざまなアップリンク周波数で信号を受信し、それを増幅して、受信した信号の内容を変更することなく、異なるダウンリンク周波数セットで地球上の受信機に再送信します。

衛星/放送通信

通信衛星のチャネルは、それぞれが独立したトランシーバーまたはリピーターであるため、トランスポンダーと呼ばれます。デジタルビデオ データの圧縮と多重化により、複数のビデオおよびオーディオチャネルが単一の広帯域 キャリア上の単一のトランスポンダーを通過する場合があります。元のアナログビデオはトランスポンダーごとに1つのチャネルのみで、オーディオと自動伝送識別サービス（ATIS ）用のサブキャリアがあります。多重化されていない無線局は、トランスポンダーごとに複数のキャリア（アナログまたはデジタル）を使用して、キャリアごとに1つのチャネル（SCPC）モードで送信することもできます。これにより、各局はトランスポンダー全体の料金を支払ったり、他の局と多重化するために地上回線を使用して地球局に送信したりする代わりに、衛星に直接送信できます。

光通信

光ファイバー通信において、トランスポンダーは光ファイバーから光信号を送受信する要素です。トランスポンダーは通常、データレートと信号が伝送できる最大距離によって特徴付けられます。

「トランスポンダー」という用語は、学術文献や商業文献で言及されている、重要な機能上の違いを持つさまざまなアイテムに適用されることがあります。

  • ある説明[4]によると、トランスポンダとトランシーバはどちらも機能的に類似したデバイスであり、全二重 電気信号を全二重光信号に変換します。両者の違いは、トランシーバはシリアルインターフェースを用いてホストシステムと電気的に接続するのに対し、トランスポンダはパラレルインターフェースを用いて接続することです。この観点から見ると、トランスポンダは扱いやすい低速パラレル信号を提供しますが、トランシーバよりもサイズが大きく、消費電力も大きくなります。
  • 別の説明によると[5] 、トランシーバは電気光変換機能のみを提供する（シリアルまたはパラレルの電気インターフェースを区別しない）のに対し、トランスポンダは、ある波長の光信号を別の波長の光信号に変換する（通常はDWDM通信用のITU標準化された）とされています。したがって、トランスポンダは2つのトランシーバを背中合わせに配置したものと考えることができます。この見解は、例えば富士通も支持しているようです。[6]

その結果、トランスポンダーの機能の違いは、トランシーバーやマックスポンダーなどの関連する光モジュールの機能の説明にも影響を与える可能性があります。

航空

プライベートジェットのトランスポンダーが2000を鳴らす

別のタイプのトランスポンダーは、軍用航空の敵味方識別（IFF）システムや、一般航空および商用航空の航空交通管制二次監視レーダー（ビーコンレーダー）システムに使用されています。[7]

一次レーダーは大型の全金属製航空機で最も効果的に機能しますが、小型の複合材航空機ではそれほど効果的ではありません。また、その範囲は地形や雨、雪によって制限され、自動車、丘、木などの不要な物体も検知します。さらに、航空機の高度を常に推定できるわけではありません。二次レーダーはこれらの制限を克服しますが、航空機の視認性を高めるために地上局からの問い合わせに応答するために、航空機に搭載されたトランスポンダーに依存します。[要出典]

質問の種類に応じて、トランスポンダーはトランスポンダーコード（または「スクォークコード」、モードA）または高度情報（モードC）を送信し、航空管制官が航空機を識別し、航空機間の間隔を維持するのに役立ちます。モードS（モードセレクト）と呼ばれる別のモードは、トランスポンダーの過剰な質問（交通量の多い地域に多くのレーダーがある場合）を回避し、自動衝突回避を可能にするように設計されています。モードSトランスポンダーは、モードAおよびモードCと下位互換性があります。モードSは、多くの国の管制空域で義務付けられています。一部の国では、管制されていない空域であっても、すべての航空機にモードSの搭載を義務付けているか、義務付ける方向で検討しています。しかし、一般航空分野では、コスト、サイズ、管制されていない空域でのユーザーへのメリットの限定、そして気球やグライダーの場合は長距離飛行時の電力要件などから、これらの動きに反対する意見があります。[要出典]

一部の軍用機では、地上要員がミサイルの発射前に飛行停止システムの機能を検証するためにトランスポンダーが使用されています。このようなレーダー増強型トランスポンダーは、現代の航空機の密閉された兵器庫が、訓練発射試験中に射場安全要員が行う発射前の飛行停止システム検証の妨げとなるため、必要とされています。トランスポンダーは信号を再放射することで、通信距離を大幅に延長することができます。[8]

海洋

国際海事機関の海上人命安全条約（SOLAS）では、船舶自動識別装置（AIS）を総トン数300トン以上の国際航海船舶と  、大きさに関わらずすべての旅客船に搭載することを義務付けている。[9] AIS送信機/受信機は一般にトランスポンダーと呼ばれるが、通常は自律的に送信を行う。ただし、沿岸局は小型船舶のクラスBトランスポンダーに問い合わせて追加情報を入手することができる。 [要出典]さらに、航行援助装置には、船舶のレーダー画面で目立つように設計されたRACON （レーダービーコン）と呼ばれるトランスポンダーが搭載されていることが多い。 [要出典]

ソナートランスポンダーは水中で動作し、距離を測定し、水中の位置マーキング、位置追跡、ナビゲーションの基礎を形成するために使用されます。

その他のアプリケーション

電子料金収受

米国東部のE-ZPassなどの電子料金収受システムでは、車両の識別にRFIDトランスポンダーが使用されています。 [10]

ラップタイミング

レースでは、ラップタイムを計測するためにトランスポンダーが使用されます。スタート／フィニッシュライン付近のサーキットには、ケーブルループが埋め込まれています。各ランナーまたは車両には、固有のIDコードを持つアクティブなトランスポンダーが搭載されています。ランナーまたは車両がスタート／フィニッシュラインを通過すると、ラップタイムと順位がスコアボードに表示されます。[要出典]

パッシブ型およびアクティブ型のRFIDシステムは、モータースポーツ、エンデューロ、ヘア・アンド・ハウンズ・レースなどのオフロードイベントで使用されています。ライダーは通常、腕にトランスポンダーを装着します。ラップを完走すると、コンピューターに接続された受信機をスワイプまたはタッチして、ラップタイムを記録します。[要出典]

NASCARは、コース上の多数の地点に設置されたトランスポンダーとケーブルループを用いて、コーション期間中のラインアップを決定します。このシステムにより、スタート・フィニッシュラインに戻る危険なレースが廃止されました。[要出典]

車の鍵

現代の多くの自動車には、キーのプラスチックヘッド内にトランスポンダーが内蔵されています。キーにはボタンがないため、車のユーザーはトランスポンダーの存在に気づかないかもしれません。キーをイグニッションロックシリンダーに挿入して回すと、車のコンピューターがトランスポンダーに信号を送信します。トランスポンダーが有効なコードを返さない限り、コンピューターはエンジンの始動を許可しません。トランスポンダーキーには電池がなく、信号自体によって電力が供給されます。[11] [12]

ゲートコミュニティ

トランスポンダーは、居住者がゲートコミュニティに入る際にも使用されることがあります。[要出典] しかし、複数のトランスポンダーを設置すると問題が発生します。簡易トランスポンダーを搭載した居住者の車が近くに駐車されている場合、どの車両でも自動ゲートに接近でき、ゲート照会信号が発信されます。その結果、居住者の車から適切な応答が得られる可能性があります。このようなユニットを適切に設置するには、ビームフォーミング、車両ごとに固有のトランスポンダー、あるいは車両をゲートから離れた場所に保管することを義務付けるなどの対策が考えられます。[要出典]

参照

参考文献

  1. ^ 「トランスポンダーの定義」2023年7月22日。
  2. ^ トランスポンダー
  3. ^ 「Kunkune」. テックアクセサリー.
  4. ^ 光ファイバー通信V：システムとネットワーク、アカデミックプレス、2008年、353-354ページ
  5. ^ 「WDMおよびDWDM多重化に関するPowerpointプレゼンテーション、ダブリン（アイルランド）電子通信工学部、スライド61」。2011年7月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年2月16日閲覧。
  6. ^ 富士通 DWDM 入門書、2004
  7. ^ Dobkin, Daniel M. (2005). 「無線指向の無線周波数識別入門」.高周波エレクトロニクス.
  8. ^ Cook, Paul (2008). 「テレメトリ再放射システム」. Curtiss-Wright Desfense Solutions .
  9. ^ 国際海事機関（IMO）「2000年12月の改正」SOLAS 1974年版。2014年7月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  10. ^ 「E-ZPassを理解する：究極のガイド - Bestpass by Fleetworthy」。E -ZPassを理解する：究極のガイド | Bestpass.com 。 2025年3月8日閲覧。
  11. ^ “HOW DOES TRANSPONDER CAR KEY WORK?”. 2015年2月19日. 2019年5月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年5月2日閲覧。
  12. ^ 「基本的な動作原理」（PDF）www.rfid-handbook.de . 2024年7月26日閲覧。
ウィキメディア コモンズには、トランスポンダーに関連するメディアがあります。
  • DCCによるトランスポンディング - 鉄道模型におけるトランスポンディング