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JP2002507728A - 差動パルスレーダー動きセンサー - Google Patents

差動パルスレーダー動きセンサー

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Publication number
JP2002507728A
JP2002507728A JP2000537087A JP2000537087A JP2002507728A JP 2002507728 A JP2002507728 A JP 2002507728A JP 2000537087 A JP2000537087 A JP 2000537087A JP 2000537087 A JP2000537087 A JP 2000537087A JP 2002507728 A JP2002507728 A JP 2002507728A
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JP
Japan
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burst
sensor
pattern
transmission
frequency
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Pending
Application number
JP2000537087A
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English (en)
Inventor
トーマス イー マックエワン
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
    • A61B5/0507—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves using microwaves or terahertz waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209—Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • G—PHYSICS
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    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/18—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein range gates are used

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標距離に対してほぼ一定の応答が提供されるゲートされた領域内の目標の動きを検知するためのパルスドップラーレーダー移動センサーとその方法 【解決手段】 センサーは送信機周波数（１２）においていくつかのサイクルを含む一連のＲＦバーストを送信するための送信機（１９）を含み。送信バースト幅は変化するバースト幅（１４）のパターンを供給するためにパターン周波数で交替する。センサーはその検知領域内の動く目標からのバーストエコーと送信バーストに応答する受信機（２０）を含む。受信機（２０）は、送信バースト幅により定義された２つの異なる距離のゲートされた領域について動く目標の応答の差を表す信号振幅（２５）を持ったパターン周波数を発生する。この差は明確に定義された領域内の距離について不変な目標の動きを提供するために検出される。別のモードは目標の方向の決定のために直交受信チャンネルを提供する。さらに別のモードは複数距離セル動作を提供するために送信バーストに時間順序付けを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子センサーに関し、より詳細にはパルスエコー距離ゲーテイング
に基づいたレーダー動きセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続波CWドップラーレーダー動きセンサーは、連続波無線周波数ＲＦキヤリア
を放射しそして送信されたＲＦキヤリアと戻りエコーとを混合してキヤリアを反
射した動き目標により生成されるドップラーシフトに等しい差周波数を発生する
。ＣＷドップラーセンサーはいくつかの欠点を有し広範囲の応用を制限している
。欠点は、１）明確な距離制限の欠如は、遠くの散乱からの誤ったトリガーを生
ずる、２）近い距離での非常に高い感度は、近くの昆虫などの小さい物体及び振
動からの誤ったトリガーを生ずる、３）ＣＷ動作に起因する高電流消費は電池駆
動を非実用的にしている、そして４）相互干渉のため共同探知センサーが不可能
である、ことを含む。
【０００３】 ドップラーレーダーのゲーテイング又は距離制限は振幅変調ＡＭ又は周波数変
調ＦＭのいずれかにより実現できる。アドリアンの米国特許第３，７１９，９４
４号において、米国海軍のための距離制限ＦＭドップラー近接フューズシステム
が開示されている。このシステムにおいて、距離制限はＦＭ帯域幅に関係し、そ
して短距離、例えば３メートル以下に対しては、高ＦＭ帯域幅、例えば１００メ
ガヘルツ以上が必要とされる。ＦＭドップラーの主な欠点は距離制限を越えて延
びた応答ローブである。換言すれば、距離制限は絶対的な遮断ではなく、単に実
質的な応答の減少である。他の欠点は低コスト構成の場合に距離正確さの欠如で
ある。マイクロストリップ型の発振器内のＦＭ偏移はあまりよく定義されていな
い。これらの限界にもかかわらず、ＦＭドップラーはＣＷドップラーよりもずっ
と均一な目標距離に対する応答振幅を与える。アドリアン特許はこの技術を詳細
に説明している。
【０００４】 ＡＭ又はパルスドップラー動きセンサーは、フォーレン等による米国特許第４
，１９７，５３７号、マックイーワンによる米国特許第５，６８２，１６４号及
びその他に記載されている。パルスドップラーにおいて、短いパルスが送信され
てそのエコーが送信されたパルスまたはローカル発振器と混合され、パルスタイ
ミング又はその幅が距離のゲート領域を定義する。振幅変調では、ゲート領域を
越えた応答はゼロである。なぜならば、FMドップラーのような漏れがないからで
ある。パルスドップラーはすぐれたゲート特性を示すけれども、その距離に対す
る電圧応答は１／Ｒ2で変化する。ここで、Ｒは目標までの距離に等しい。この １／Ｒ2特性はＣＷドップラーでも同様に発生する。従って、１０メートル距離 の目標と１センチメートル距離の昆虫のような小さな物体は同じ応答を生ずるで
あろう。小さな物体と近傍の振動とに関する問題は、多くの応用に対してレーダ
ー動き検出を信頼性の無いものにする。
【０００５】 ＡＭ（パルス）とＦＭドップラーは、トレセルトの米国特許第３，８９８，６
５５号とマックイーワンの米国特許第５，５２１，６００号とにより有利的に組
合せられている。パルスＦＭドップラーは両方の変調技術の最良部分を組合せ、
遮断距離を越えてはゼロ応答を生じ、ゲートされた領域内ではより均一な応答を
生ずる。パルスＦＭドップラーの限界は、１）ＦＭ偏移を正確に制御することの
困難さ、２）変調の組合せに起因する過度に広いスペクトル、例えば連邦通信委
員会（ＦＣＣ）の規則の制約を生ずる、３）ゲートされた領域内での応答は１／
Ｒで変化する傾向がある。 従って、特に低出力で短距離の応用に対して改良されたレーダー動きセンサー
技術の商業的使用についての需要がある。
【０００６】
【発明の要約】
本発明は、従来技術の多くの限界を解決した差動パルスドップラー動きセンサ
ーと呼ばれる技術を提供する。この技術は好ましい実施例において限定された距
離領域内では距離については不変のドップラー応答を与え、領域外では応答を与
えない。本発明の他の観点によれば、本発明はまた特定の動作周波数に設定する
必要が無く他のスペクトルのユーザーと共通に探知できるスペクトル拡散マイク
ロフエーブ動きセンサーを提供する。
【０００７】 従って、本発明は検知フイールドを発生するため電磁エネルギーの一連のバー
ストを送信する送信機を備え、送信バーストはパターンに従って変化するバース
ト幅を有する。パターンは検知フイールド内の外乱に対する応答を生ずる。応答
はまたパターンに従って変化する。一例のパターンについて、送信バーストは第
１バースト幅と第２バースト幅との間をパターン周波数で切り換えられる。送信
バーストと送信バーストの反射との組合せを受信して組合せられた出力を発生す
る受信機が含まれる。このように組合せられた出力は送信バーストとそれ自身の
反射との混合を示す。バースト幅は距離制限を定義する。なぜならば、バースト
が終了してから戻ったどんな反射もゼロ混合を生ずるからである。組合せられた
出力に応答して、変化するバースト幅のパターンに起因した組合せられた出力内
の差の変化を示すセンサー出力信号を発生する信号処理資源が含まれている。こ
のように上述した例によれば、第１バースト幅を有するバーストは第１振幅の組
合せ出力を発生し、第２バースト幅を有するバーストは第２振幅を有する組合せ
出力を発生する。第１振幅と第２振幅との間の差は検知フイールド内の外乱に依
存して変化する。
【０００８】 本発明の別の観点によれば、送信機はバースト繰返し速度でもって送信機周波
数で一連の送信バーストを送信する。送信機周波数はギガヘルツの程度であり、
例えば９００メガヘルツと２４ギガヘルツの間、または例えば約５と６ギガヘル
ツの間である。バースト繰返し速度は、メガヘルツの程度であり、例えば１−５
メガヘルツまたはより好ましくは１−３メガヘルツである。バースト幅制御回路
はパターンに従い一連の送信バーストのバースト幅を複数のバースト幅の中で又
は間で切り換えることにより、変化するバースト幅のパターンを制御する。パタ
ーンは例えば１０キロヘルツないし１００キロヘルツの程度の特性パターン周波
数を有する。バースト幅が変化するパターンはさまざまな特性を有する。単純な
システムでは、バースト幅は２つの異なるバースト幅の間で切り換えられる。他
のシステムでは、いくつかの距離セルがバースト幅の複数の対を提供することに
より設定される。各対は特定の距離に対応している。そして受信機の組合せられ
た出力をデマルチプレクシングすることにより、特定の距離セル内の動きを検出
する。他の実施の形態では、パターンは例えば正弦波、三角波、ランプ信号又は
雑音変調化信号に従って変化する。
【０００９】 本発明の別の観点に従えば、送信機はバイポーラ又はＦＥＴトランジスタに基
づいた無線周波数発振器を含む。バースト幅制御回路は、エミッタ／ソース及び
コレクタ／ドレインに接続されていて、トランジスタのエミッタ／ソース上の電
圧を下げることによりバーストを開始する。そして、トランジスタのコレクタ／
ドレイン上の電圧を減少することによりバーストを終了する。好ましい実施の形
態では、ダンピング抵抗器がコレクター／ドレインに結合され、そしてダンピン
グ抵抗器がエミッタ／ソースに結合されている。
【００１０】 本発明の別の観点に従えば、バースト幅は約２ないし１００ナノ秒の範囲に入
り、そして特定の距離セル内の一連の送信バーストについて約１ナノ秒と１０ナ
ノ秒の間の最大バースト幅のバースト幅が変化する。従って例えば、バースト幅
を変化させるパターンは２メガヘルツのバースト繰返し速度で１２ナノ秒バース
トと１４ナノ秒バーストのパターンを含み、２０キロヘルツのパターン周波数で
より短いバースト幅とより長いバースト幅との間を切り換える。この１２ナノ秒
／１４ナノ秒バースト幅パターンの例は、約３メートルの距離に対して構成され
ている。
【００１１】 本発明の別の観点によれば、受信機は送信バーストと送信バーストの反射とを
混合する混合器を有し、パターン周波数信号を発生するパターン周波数フイルタ
に結合している。別の実施の形態では、受信機はパターン周波数信号フイルタと
共に送信バーストと送信バーストの反射との組合せのピークを検出するためのピ
ーク検出器を含む。ピーク検出器の減少時間は、所望のセンサーの特定の応用に
依存して各ピークを検出するか又は多数のピークの平均値をするように調整でき
る。
【００１２】 本発明の別の観点によれば、センサーの信号処理資源は検知フイールド内の動
きを示すためにバースト幅が変化するパターンに従い、パターン周波数信号の差
を検出するように構成されている出力フイルタを含む。一例においては、出力フ
イルタは約０．５ヘルツ以下の周波数を阻止する。出力フイルタは検知フイール
ド内の例えばギターの弦のような振動を検出するように構成できる。この例にお
いては、出力フイルタは約２０ヘルツ以下の周波数を阻止するように設定される
。
【００１３】 本発明の別の観点によれば、受信機は同位相チャンネルと直交位相チャンネル
とを含む。この例において信号処理資源は動きそれ自身に加えて動きの方向を決
定するために使用される。同位相及び直交位相チャンネルを含む一実施の形態で
は、センサーは送信アンテナと、同位相受信アンテナと、直交位相アンテナとを
含む。送信周波数が約１ギガヘルツ以上である好ましい実施の形態では、含まれ
るアンテナホーンは焦点を有する。同位相受信アンテナ及び直交位相受信アンテ
ナは、ホーン内のホーンの焦点の約λ／８内のそれぞれの位置に搭載されたアン
テナ要素を含む。ここでλは送信周波数における波長である。 好ましい実施の形態のシステムでは約１／１００及び１／１０，０００のデュ
ーテイサイクルを有し、低消費電力を提供して長時間の電池動作を提供する。
【００１４】 本発明のフイールド内の外乱を検出する方法において、検知フイールドを発生
するために電磁エネルギーの送信バーストの一連を送信し、送信バーストは上述
したパターンに従うバースト幅を有することを特徴とする。方法は、送信バース
トと送信バーストの反射の組合せを受信し、組合せられた出力を発生することを
含む。最後に、方法はバースト幅の変化するパターンに起因する組合せられた出
力内の差の変化を示すセンサー出力信号を発生するために組合せられた出力を処
理することを含む。
【００１５】 本発明は、またスプリアスモードを抑制しバースト幅が変化する高周波バース
トの効率的な生成を可能にする高速のターンオン及びターンオフを持った単純化
された非ＦＭマイクロ波発振器をセンサーに提供する。センサーはまた減少化さ
れた電力消費、電力供給の変動の高い拒絶、及び低い１／Ｆ雑音を受信機で可能
にする。本発明は方向検知能力を必要とする応用に適用でき、そして新規な直交
アンテナを提供する。また、本発明の動きセンサーは複数距離セル動作に適用で
きる。 本発明は全体として、コスト効果が良く、低電力で長期に持続し、汚れ、雨、
雪、音波雑音、外部熱的効果、及び太陽光などの過酷な環境に耐えられる電子セ
ンサーを提供する。さらに本発明のセンサーはある材料を損傷することなく通過
でき、ユーザーがプラスチック、木又はコンクリートの壁の後に装着することが
できる周波数を使用する。本発明の使用はセキュリテイアラーム、家庭自動化、
照光制御、産業及びロボット制御、自動トイレ及び蛇口制御、自動ドア開閉、乗
物後退警告及び衝突検出、一般的な装置制御に適用できる。
【００１６】 さらに、本発明のドップラー通過帯域を音波及び振動に応答するようにより高
い周波数に設定できる。本発明は振動センサーとして、車輪またはフアン刃の平
衡のような産業応用にも使用できる。それは軸振動検知、ラウドスピーカー検知
及び制御、ギター弦及び楽器ピックアップ及び声帯振動検出に利用できる。 他の実施例において、本発明は体内器官の動き監視、例えば心臓の動きの監視
、動脈パルスの監視、舌の動きの監視に適用できる。 本発明の他の観点及び効果は、添付図面を参照して以下の詳細な説明と特許の
請求の範囲から明らかになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の動きセンサーのブ
ロック図である。図１において、パルス繰返し周波数発振器１０は、典型的に１
−１０メガヘルツ、この例では約２メガヘルツのパルス繰返し速度で方形波パル
ス列を供給する。この発振器の周波数は雑音要素１１により示されるように雑音
変調されて、そうでなければパルス繰返し周波数に等しい均一の間隔で発生する
放射スペクトル線を広げることができる。雑音変調は他のセンサーからのパルス
繰返し周波数干渉と一致する可能性を事実上除去する。
【００１８】 パルス繰返し周波数発振器１０はゲート発生器１２を駆動して、定義された幅
、典型的には２−１００ナノ秒の程度のパルス列を発生する。ゲート発生器は線
１３上のバースト幅制御信号を受取る制御ポートを有し、出力幅を制御する。バ
ースト幅制御信号は、この例では距離発振器、距離設定ポテンシオメーター１６
及び発振器の効果とポテンシオメーターを結合して線１３上にパルス幅制御信号
を発生するための加算ノード１７を含むバースト幅制御回路１４により供給され
る。代替的なバースト幅制御回路はデジタルロジック、プログラム制御プロセッ
サ、他のアナログ手法、及び上記の組合せを含む。この例においては、距離発振
器１５は典型的に１０キロヘルツ及び１００キロヘルツの間、例えば２０キロヘ
ルツ、を発振する。これは方形波を加算ノード１７を経由してバースト幅制御ポ
ート１３へ発生する。これはゲート発生器１２の出力パルス列を２つのパルス幅
に距離発振器のパターン周波数速度（２０キロヘルツ）で変化させる。距離ポテ
ンシオメーター１６はゲート発生器のための名目パルス幅を設定し、これにより
距離を確立する。ゲート発生器１２からのパルスはＲＦ発振器１８をゲートパル
スの期間の間、ターンオンする。発振器は典型的にギガヘルツの程度、好ましく
は距離ポテンシオメーター１６の設定に依存して２−１００ナノ秒の期間を持つ
バースト幅のために５と６ギガヘルツの間、の無線周波数バーストを発生する。
一例のゲート発生器により供給されるパルス幅の変化は１と１０ナノ秒の名目的
最大パルス幅内に入る。
【００１９】 ＲＦ発振器１８は、ホーンアンテナの焦点またはその近くに位置するλ／４送
信モノポールに接続されている。本実施の形態では、モノポールとホーンは低コ
スト印刷回路ボード上に存在し、５．８ギガヘルツの送信周波数において８ｄＢ
のゲインを発生する。 アンテナは検知フイールドに無線周波数バーストを放射し、目標はＲＦエネル
ギーの一部を反射する。λ／４受信モノポール２０はホーン内のλ／４送信モノ
ポールと共通に位置する。ホーンはゲインを供給する他に、約３ギガヘルツ以下
の遮断周波数を越えて導波管として動作し、セル電話機又は他のマイクロ波発生
器からの干渉の機会を大きく減少する。 受信モノポール２０は、ＲＦ検出器２１へ信号を供給する。ＲＦ検出器２１に
供給された信号は、送信ＲＦバーストとそのバーストの目標からの反射の和であ
る。好ましい実施例においては、ＲＦ検出器はピークＲＦエンベロープを検出し
、１バーストから次までピークを実質的に保持する。しかし、降下率は距離発振
器１５により設定されたパターン周波数（２０キロヘルツ）バースト幅変化に追
随できるものである。
【００２０】 ＲＦ検出器２１の出力は、バースト幅変化率を通過するように調整されている
パターン周波数フイルタ２２を通過させられる。典型的にはパターン周波数フイ
ルタは、検出器２１からのＤＣオフセット及び非変調、すなわち、非パターン周
波数、ドップラー変化を拒絶するように設計されたＲＣ高通過フイルタを単に有
する。パターン周波数増幅器２３及び感度調整ポテンシオメーター２４は最終検
知前にユーザーが制御可能なゲインを供給する。感度ポテンシオメーター２４は
検出されるべき目標の大きさに影響を与える。
【００２１】 この例のパターン周波数増幅器の出力は、ほぼバーストが変化される速度（２
０キロヘルツ）で振動する方形波を供給する。それはＤＣ成分を除去するために
高通過フイルタ（パターン周波数フイルタ２２）を通過するためゼロ平均値を有
する。方形波の高レベルは送信列のバースト幅中の広いＲＦバースト幅と遠い距
離に対応し、方形波の低レベルは送信列のバースト幅中のより狭いＲＦバースト
幅とより短い距離に対応する。ゼロ平均条件により、方形波のピークは広い及び
狭いＲＦパルスレベル間の差に対応する。従って、この組合せられた出力は変化
するバースト幅の応答間の差の変化を検出するために処理できる。
【００２２】 この例において、パターン周波数増幅器２３の出力はエンベーロープ検出器２
５へ供給されて、そこで高又は低方形波レベルの１つのピーク値が検出され、又
はエンベロープが検出されて結果として差信号が提供される。エンベロープ検出
器２５の出力は、２つの無線周波数バースト幅の間又は変化するバースト幅によ
り設定された２つのセンサー距離の間における無線周波数検出器の応答の差に対
応する。 センサー距離は無線周波数バースト幅の半分により定義される。エコー検出が
生ずるためには、エコーは送信パルスが終了する前に戻らなければならない。そ
うしなければ、混合が生じない。ここで使用される混合という語は実際に送信バ
ーストの一部とエコーバーストとが加えられ又は引算されるて、そして結果のピ
ークが検出されるという緩やかな意味に使用される。乗算形式の混合器も使用で
きるが、ピーク修正検出器が単純さと高出力のために好まれる。 エンベロープ検出器２５の出力は高通過フイルタ２６に供給されて、そこでＤ
Ｃオフセットを取除くために信号がフイルタされる。典型的には、高通過コーナ
ー周波数は５．８ギガヘルツで人の動きを検出するために約０．５ヘルツである
。コーナー周波数はギター弦の振動などの振動を検出するために約２０ヘルツに
設定されている。高パスフイルタ２６の出力はベース帯域演算増幅器２７により
増幅される。ベース帯域演算増幅器２７の出力は距離ゲートされたドップラー出
力を提供し、さらなるアナログ信号処理回路へ、アラーム又は照明制御のための
しきい値検出へ、又はデジタル信号に変換されてさまざまなデジタル処理モード
で処理されるために供給される。
【００２３】 図２は、距離発振器１５が広いバースト幅、すなわち図１のＲ１、に設定され
たタイミング関係を示す。図２は狭いバースト幅Ｒ２に対して同様な信号を提供
する。 図２Ａの上方の線５０は、２メガヘルツパルス繰返し周波数を示す。真中の線
は５１は、ＲＦバーストのタイミングを提供する。底の線５２は、受信バースト
のタイミングを提供する。バースト幅Ｒ１は理解の容易さのために図においては
誇張されている。実際には、パルス繰返し周波数に対するバーストのデューテイ
サイクルは約１／１００ないし１／１０００の範囲である。２メガヘルツのパル
ス繰返し周波数と５ナノ秒パルス幅に対して、デューテイサイクルは１／１００
である。 同様に、受信バーストの振幅が誇張されている。図示する様に、異なる２つの
モードに対するＲＦ検出器２１の出力に対する線５３及び線５４がある。第１の
モードにおいて、線５３上の長いピーク維持時間がパルス繰返し周波数パルス間
隔を大きく超えて供給されるが、２０キロヘルツバースト幅変動に十分に追随す
るように下降する。第２のモードでは、ＲＦ検出器出力が線５４に示される。こ
の例においては、より高いパターン周波数フイルタリングが使用でき、発振器雑
音を除去するのに役立つ。これは高い１／Ｆ雑音コーナーによるガリウム砒素Ｆ
ＥＴ発振器を使用するシステムに好ましい。図示する様に、第２モードにおいて
線５４において、ＲＦ検出器２１の出力は急速に下降してパルス間で実質的にゼ
ロに到達する。 図２Ａにおいて、第１バーストに対して５５で、第２バーストに対して５６で
間隔ＭＩＸ１中の送信バーストと受信バーストとの重なりが示されている。
【００２４】 図２Ｂは、距離Ｒ２に対する同じ信号を示す。従って、パルス繰返し周波数は
６０で示される。送信バーストタイミングは線６１で与えられる。そして、受信
バーストタイミングは線６２で与えられる。モード１のＲＦ検出器出力は線６３
で与えられ、そしてモード２に対しては線６４で与えられる。送信パルスと受信
された反射との重なり合いは、第１バーストについては６５で混合間隔ＭＩＸ２
中に与えられ、そして第２バーストについては６６でＭＩＸ２中に与えられる。 センサー領域内の外乱を検出するためにＭＩＸ１領域５５、５６とＭＩＸ２領
域６５、６６の間の差の変化が使用される。
【００２５】 図３Ａ及び図３Ｂが異なるタイミングメカニズムとその動作性能とをそれぞれ
示す。図３Ａはパターン周波数増幅器２２の出力を線７０上で示す。パターン周
波数増幅器出力７０は、矢印７１に示されるように目標の動きが振幅により反映
されるバースト幅１中の第１半サイクルを含む。第２半サイクルが与えられ、こ
の間に振幅の変化が矢印７２に示すように第２バースト幅に対する応答を示す。
この例の様に、パターン周波数において長いバースト幅と短いバースト幅との間
に切り換えられるバースト幅の変化するパターンに対して、図３Ａで与えられる
ような方形波が発生する。
【００２６】 従って、ＲＦバースト幅１とＲＦバースト幅２とに対する有効目標動きは、方
形波の上側位相と下側位相とにおいて与えられる。エンベロープ検出器２５の出
力は線７３で与えられる。この例においては、方形波正レベルに効果的にクラン
プされる。回路のゼロ平均値条件のために、この振幅は幅１のレベル７１と幅２
のレベル７２の間の差を表す。したがって、エンベロープ検出器出力は２つのＲ
Ｆバースト幅条件間、又は等価的な変化するバースト幅のこのパターンに与えら
れた２つの異なる最大距離制限間のドップラー応答の差を与える。エンベロープ
検出器２５の出力の変化は図３Ａ内の矢印７４により示され、目標の動きを検出
するのに使用される。 図３Ｂを参照すると、センサーの性能が理解できる。図３Ｂは第１バースト幅
に対して第１曲線８０を描き、そして第２バースト幅に対して第２曲線８１を描
く。
【００２７】 第１バースト幅に対する応答は第２バースト幅に対する応答より大きく、そし
て距離が約１／Ｒ2の関係で減少すると増加することが理解される。より短い第 ２バースト幅に対する応答はまた距離が同様の関数に従って減少する時に増加す
る。しかし、矢印８２、８３、８４、８５により示される第１バーストと第２バ
ーストの間の差は、距離がゼロ距離に近づく時でもほぼ一定にとどまる。 特定の距離における目標のドップラー応答は、より広いバースト幅を有すると
より強い。これはＲＦ検出器はＲＦバーストにわたってその応答を平均化し、そ
してより広い幅のバーストについてドップラー混合領域はバーストのより高い部
分となり、そしてより高い変動を生ずる。
【００２８】 図４Ａと図４Ｂは、本発明の異なるパルス幅特徴を有する場合と有しない場合
の現実のデータを示す。図４Ａはほぼ全ての従来技術のレーダー動きセンサーに
付随する主要な問題点を顕著に示す。すなわち、距離が減少するにつれて距離の
１０倍の変化に対してその応答は１００倍変わる。もしセンサーが離れた目標に
ついてトリガーするように設定されると、それは普通近くの物体に敏感である。
この１／Ｒ2効果はＣＷドップラーセンサーを近くの構造的変化が普通の自動車 への応用、及びその他の応用についてを事実上使用できなくしている。従って、
図４Ａに示すように、一定の送信バースト幅を使用すると、この例では約６０セ
ンチメートル内に入るまで、応答は合理的な範囲内にとどまる。約６０センチメ
ートル内であると、応答の振幅は図からはみ出してしまう。
【００２９】 図４Ｂは、２つのバースト幅パターンの応答を示し、実質的に距離に対して不
変な応答を示す。中央の部分の図形にわたって応答は距離の大部分に対して数ｄ
Ｂのみ変化する。「距離ゲート」とラベル付けられた左の変動は距離ゲートによ
り自然に消滅する。１０ｄＢの応答増加が距離３０センチメートル又はそれ以下
に対応する図形の右側に見ることができる。この不必要な増加は非線形検出器の
非線形又は近領域効果による。しかし、この応答は本発明の極短距離応用に対し
て対処できる限界内に留まる。
【００３０】 図５は、本発明の好ましい実施の形態の回路図である。回路は直列に接続され
たインバーター１００とインバーター１０１とから構成されるパルス繰返し周波
数発振器を含む。抵抗１０２及びキャパシタ１０３はインバータ１０１の出力か
らインバーター１０１の入力へのフイードバックループ内に接続されている。ま
た、抵抗１０２とキャパシタ１０３の間のノードにインバータ１００の入力が接
続されている。これはノード１０４上に２メガヘルツパルス繰返し周波数信号を
発生する。
【００３１】 ポテンシオメーター１０５が、ノード１０４とインバータ１０６の入力との間
に接続されている。パターン周波数発振器がインバータ１０７及びインバータ１
０８から構成され、キャパシタ１０９をインバータ１０８の出力とインバータ１
０７の入力との間のフイードバック内に接続されていて、抵抗１１０がインバー
タ１０７の出力とインバータ１０７の入力との間に接続されている。これはノー
ド１１０に、パルス幅変動を発生するために約２０キロヘルツで切り換わる方形
波を確立する。ノード１１０上の信号は抵抗１１１を介してインバータ１０６の
入力に供給される。抵抗１１２はインバータ１０６と電源との間に接続される。
さらにキヤパシタ１１３が接地とインバータ１０６の入力との間に接続される。
【００３２】 距離ゲート発生器はインバータ１０６及びインバータ１１５を含む。インバー
タ１０６は距離ゲートの上側経路を駆動する。インバータ１１５は下側経路を駆
動する。インバータ１１５を経由する下側経路はダイオード１１７のアノードへ
キャパシタ１１６を介して接続される。ダイオード１１７のカソードは接地され
る。また、ダイオード１１７のアノードはマイクロストリップ調整要素１１８に
接続され、そしてキヤパシタ１１９を横切って接地される。この回路は容量的レ
ベル変位ネットワークとして動作する。これはインバータ１１５の出力で０ない
し５ボルトの方形波をマイクロストリップ１１８上で０．７ボルトないし−４．
３ボルトの方形波に変位する。マイクロストリップ１１８上の方形波の負レベル
は、ＲＦ発振器をトランジスタ１２０のエミッタをダンピング抵抗１２１を介し
て低に引くことにより導通状態にバイアスする。
【００３３】 ゲート発生器の上側経路はインバータ１０６を介して駆動される。インバータ
１０６への入力は、距離ポテンシオメーター１０５及び線１１０上のパターン周
波数発振器信号により供給される入力でのバースト幅制御信号により誘導された
可変遅延を介して駆動される。この結果として、可変遅延が上側経路に導入され
る。もし距離ゲートが２メートル距離に設定されると、上側経路方形波は下側経
路に較べて約１３ナノ秒遅延される。これは目標へ及び目標からの往復伝播行程
に対応する。２０キロヘルツ方形波の作用は例えば１２及び１４ナノ秒との間の
この遅延を切り換える。従って、ＲＦバースト幅が２０キロヘルツの速度でこれ
ら２つの幅の間を交替する。
【００３４】 インバータ１０６の出力はマイクロストリップ切離し要素１２２へ接続されて
いてねそしてキャパシタ１２３を横断して接地されている。切離し要素はその反
対側でキャパシタ１２４を介して接地されていて、そしてダンピング抵抗１２５
を介して発振器トランジスタ１２０のコレクタに接続している。この経路は、下
側経路がＲＦ発振器を導通状態にバイアスした後にすぐに５ボルトから０ボルト
への遷移を供給する。一旦、上側経路が０ボルトになると、トランジスタ１２０
が設けられたＲＦ発振器は即座に電力を失い発振を停止する。さらに、残留発振
はコレクタ−ベースダイオード導通とゼロバイアスにおける高接合キャパシタン
スにより素早く減衰される。実際には、ＳＯＴ−２３パッケージ内の低コストシ
リコンバイポーラトランジスタ１２０は５．８ギガヘルツにおいて約１ナノ秒の
ＲＦエンベロープ遷移時間で導通及び非導通になる。トランジスタ１２０の代わ
りに代替的にシステムはＭＯＳトランジスタ又はＧａＡｓＦＥＴトランジスタを
含む。２経路、ゲート発生器の使用は適合したインバータ遅延を与え、そして大
変小さいＲＦバースト幅を発生することができる。なぜならば２つの別個のタイ
ミングエイジェント間の差に依存し、ＲＦ発振器への単一の駆動線の場合の様に
単一のインバータを経由して伝播できる最小パルス幅ではないからである。
【００３５】 ＲＦ発振器はそれぞれコレクタとベースに接続されたλ／４マイクロストリッ
プ要素１２６及び１２７を使用した調整されたベース、調整されたコレクタ形式
発振器である。マイクロストリップ１２６、１２７は小さいキャパシタンスでも
ってその端に結合されて発振を増強し、そして微調整手段を提供する（キャパシ
タンスは図示しない）この発振器の重要な特徴は、コレクタ及びエミッタの足に
１００オーム程度の抵抗１２５及び１２１を組込んだことである。多くの実験の
結果、周波数チャープや顕著な波形変位を開始時に生じない高速スタート発振器
を製造することを発見した。抵抗の追加はこれらの異常を除去する。送信λ／４
モノポールアンテナ１２８はベースマイクロストリップ１２７又はコレクタスト
リップ１２６のいずれか１つのマイクロストリップ上にタップされる。この例で
はベースマイクロストリップ１２７が好ましい。近接して、約λ／８の所に、受
信λ／４モノポール１２９が配置されて、λ／４マイクロストリップ共振器１３
０に結合される。共振器１３０はシヨットキー検出器ダイオード１３１を駆動す
る。典型的に、約１ボルトの無線周波数エネルギーが送信バースト中に存在する
。これらのバーストは図２Ａ及び２Ｂに示すようにピークが検出される。キヤパ
シタ１３２及び抵抗１３３がダイオード１３１のアノードから接続されて接地さ
れる。これらの装置の値はピーク保持特性を設定する。代替的な実施の形態にお
いて、無線周波数混合器が利用できる。
【００３６】 ダイオード１３１のアノードにおけるＲＦピーク保持出力は高通過フイルタを
介してパターン周波数増幅器１３４に結合される。フイルタは一端がダイオード
１３１のアノードに接続され、他端が抵抗１３６を横断して接地されたたキャパ
シタ１３５を有する。さらに、キャパシタ１３５の他端はキャパシタを介して増
幅器１３４の入力に接続されている。増幅器の入力はまた抵抗１３８を介して接
地されている。この例では高通過フイルタは差動増幅器１３４の正入力に接続さ
れている。差動増幅器１３４の負入力は抵抗１３９及びキャパシタ１４０を介し
て接地されている。さらに感度ポテンシオメーター１４１が増幅器１３４の出力
からフイードバックで負入力に接続している。高通過フイルタはパターン周波数
変調信号を通過させる。しかし、ＤＣ検出器バイアス、非距離差動化ドップラー
である低周波数ドップラー変調、ガリウム砒素ＦＥＴ送信発振器にとり顕著な検
出器１／Ｆ雑音、そして検出器バイアスレベル上に誘導された電源グリッチを除
去する。もしＲＦピーク検出器がパルス繰返し周波数速度で実質的に下降するよ
うに設定されると、パターン周波数フイルタは２０キロヘルツよりも２メガヘル
ツに設定できる。これは上述した雑音除去特性の実質的な改善を提供する。しか
し、上述したシリコンバイポーラ送信発振器を使用すると実際にはほとんど改善
は見られない。そして、２０キロヘルツパターン周波数フイルタはより低い帯域
幅パターン周波数増幅器１３４の使用を可能にする。
【００３７】 パターン周波数増幅器ゲインは感度ポテンシオメーター１４１により設定され
る。これは全体的な受信機ゲインを設定し、受信機出力がしきい値検出器に結合
されている時にアラーム又は他の回路のトリップレベルを定義する。 パターン周波数増幅器１３４は、増幅器１３４の出力をダイオード１４２のア
ノードに接続することにより単一ダイオード−キャパシタピーク検出器に接続さ
れている。ダイオード１４２のカソードは抵抗１４３を介して接地され、そして
キャパシタ１４４を介して接地されている。また、キャパシタ１４５及び抵抗１
４６を介して出力増幅器１４７の入力に接続されている。ピーク検出器は第１バ
ースト幅及び第２バースト幅からの信号の差により生ずる正弦波又は方形波を検
出する。代替的に、ピーク検出器の代わりにアナログスイッチが使用できる。こ
こではスイッチ制御が距離発振器（例えば、ノード１０で）に接続でき、同期整
流形式の出力を供給する。
【００３８】 ピーク検出器の出力は、２つのバースト幅間のドップラー差を表すドップラー
信号と共に振幅が変化するＤＣレベルを供給する。ＤＣレベルは結合キャパシタ
１４５により除去され、最終ドップラー出力はベース帯域増幅器１４７により所
望のレベルに増幅される。出力１４８のレベルはフイードバック抵抗１４９によ
り増幅器１４７の入力上のインピーダンスに対応して、当業者に知られているよ
うに設定される。増幅器１４７への正入力はこの例では接地される。
【００３９】 図６は、直交ドップラーチャンネルを有する本発明の実施の形態のブロック図
である。図６において、送信機は図１と実質的に同じである。従って、雑音源２
１１により変調できるパルス繰返し周波数発振器２１０を有する。パルス繰返し
周波数発振器２１０の出力はゲート発生器２１２及びＲＦ発振器２１７に供給さ
れる。ＲＦ発振器２１７は、線２１３上のバースト幅制御信号により決定された
パターンに従いバースト幅が変化する送信バーストの一連を発生する。線２１３
上のバースト幅制御信号は、この例ではノード２１６で加えられそしてゲート発
生器２１２へ線２１３を介して供給される距離発振器２１４及びポテンシオメー
ター２１５により供給される。ゲート発生器２１２の出力は、送信アンテナ２１
８に結合した送信発振器２１７へ供給される。
【００４０】 直交チャンネルは図１に示された受信機と類似した平行受信機からなる。すな
わち、同位相チャンネルはＲＦ検出器２２０に接続された同位相受信アンテナ２
１９を含む。検出器の出力はパターン周波数フイルタ２２１を介して供給される
。フイルタ２２１の出力は感度制御回路２２３を有するパターン周波数増幅器２
２２を介して供給される。パターン周波数増幅器２２２の出力はエンベロープ検
出器２２４及び高通過フイルタ２２５を介して供給される。高通過フイルタの出
力はベース帯域増幅器２２６を介して線２２７上に距離ゲートされた同位相ドッ
プラー信号を供給するために供給される。直交チャンネルは無線周波数検出器２
４０に結合した直交アンテナ２３９を有する。検出器２４０の出力は、感度制御
回路２４３を有するパターン周波数増幅器２４２を駆動するパターン周波数フイ
ルタへ供給される。エンベロープ検出器２４４はパターン周波数増幅器の出力を
受けとり、そして高通過フイルタ２４５を駆動する。フイルタ２４５の出力は、
線２４７上に距離ゲートされた直交位相ドップラー信号を供給するベース帯域増
幅器２４６へ供給される。同位相及び直交位相ドップラー信号は、目標の動き及
びその動きの方向を決定するために別の信号処理資源において処理できる。
【００４１】 図７は、図６の直交チャンネルと共に使用する本発明の好ましい実施の形態の
モノポールとホーンの幾何学的構成を示す。ホーン平面図は、反射器２５０、送
信モノポール２５２、同位相受信モノポール２５２、そして直交位相受信モノポ
ール２５３を含む。３つのモノポールはホーンの焦点又はその近くに、好ましく
は、ホーンの焦点から約λ／８以内に、共に配置される。同位相及び直交位相モ
ノポール２５２、２５３間の直交関係を達成するために、ホーンの側面図に示す
ように、１つは長さを共振よりわずかに下に切断し、他は長さを共振よりわずか
に上に切断する。これがモノポールに対して９０度の位相関係を与える。実験に
よれば、この密な物理的配置は別個の同位相及び直交位相アンテナにより得られ
るのと同様な方向検知能力を与える。図７の側面図に示されるように、ホーン反
射器２５０は印刷回路基板２５４上に搭載される。
【００４２】 直交チャンネルの主目的は方向を決定することである。なぜならば同位相と直
交チャンネル間の位相関係は目標の方向の関数だからである。同位相と直交位相
チャンネルがしきい値を検出して結果をフリップフロップのＤ入力とクロックへ
入力することは普通の手法である。そしてフリップフロップの出力状態が目標の
方向を示す。
【００４３】 同位相及び直交位相チャンネルは、第２受信機チャンネルと共に図１に示され
るシステムの同じコピーとして図６に構成されている。モノポール受信アンテナ
はそれらの検出器ダイオードへ９０度無線周波数位相差をそれぞれ与える。従来
技術では、同位相及び直交位相アンテナは距離方向に沿ってλ／４だけ物理的に
分離されていた。しかし、これはアンテナがホーンアンテナの焦点に位置する必
要が有る場合は実用的ではなかった。直交アンテナの１つを焦点からλ／４離し
て置くことはゲインと方向性の特性を劣化する結果となる。従って、図７の実施
の形態により提供されるアンテナは、ホーンアンテナ内に直交出力を発生するた
めに実質的に共通に置かれたアンテナを提供する。
【００４４】 図８は、複数距離セルのために構成された本発明の実施の形態のブロック図を
示すものである。それぞれが異なる領域と距離セル内にある目標に応答する複数
の平行受信機チャンネルを提供することがしばしば望まれる。従って、複数の距
離セルが図１のシステムの複数のコピー、各セットは異なる距離に対応する、に
より実現できる。代替的には、図８に示すように、単一のシステムがいくつかの
分離した距離位置中をその距離制御を時間的にホップすることができる。
【００４５】 従って、図８の実施の形態においては、送信機は、ブロック３０１により示さ
れるように雑音変調ができるパルス繰返し周波数発振器３００を有する。パルス
繰返し周波数発振器３００の出力は、ＲＦ発振器３０２を駆動するゲート発生器
３０１へ供給される。ＲＦ発振器３０２を介して送信アンテナ３０３へ変化する
バースト幅が加えられる。この例におけるバースト幅制御回路は、距離セル制御
ブロック３０４を含むように拡張される。従って、距離発振器３０５及び距離ポ
テンシオメーター３０６は距離セル制御ブロック３０４の出力とノード３０７に
おいて加算される。これは検出が所望される各距離セルに対してバースト幅の離
散対の変化するバースト幅のパターンを生ずる。
【００４６】 受信アンテナ３０８は、前と同じように、ＲＦ検出器３０９とパターン周波数
フイルタ３１０を駆動する。パターン周波数フイルタ３１０の出力は感度制御３
１２を有するパターン周波数増幅器３１１へ供給される。エンベロープ検出器３
１３はパターン周波数増幅器３１１の出力に結合される。この例においてエンベ
ロープ検出器の出力は、距離セル制御ブロック３０４に結合されているデマルチ
プレクサ３１４へ供給される。デマルチプレクサ３１４は複数の出力３１５−３
１６を駆動する。各出力は高通過フイルタ３１９−３２０に結合されたサンプル
ホールデイングキャパシタ３１７、３１８を含む。高通過フイルタ３１９はベー
ス帯域増幅器３２１を駆動し、そして高通過フイルタ３２０はベース帯域増幅器
３２２を駆動し、それぞれのセルについての距離セル出力を供給する。デマルチ
プレクサ３１４は、送信機により発生されたバースト幅の変化するパターンと一
致して距離セル間をホップするために距離セル制御ブロック３０４により制御さ
れる。
【００４７】 従って、距離セル制御ブロック３０４は図８に示すように使用できる。典型的
には、距離セル制御ブロックは、ゲート発生器への距離制御を供給するためにカ
ウンタ及びデジタル／アナログ変換器を使用して構成できる。受信経路において
、デマルチプレクサはエンベロープ検出器からのドップラー信号を、距離セル制
御ブロックから供給された各距離設定に対して対応するデマルチプレクサされた
ベース帯域ドップラーチャンネルが存在するように、複数平行ベース帯域経路へ
向けて操舵する。
【００４８】 距離セル制御は各セル内の活動を検査するために大変遅い速度で、又は好まし
くはドップラー周波数よりも十分に高い速度で、各距離中をステップすることが
できる。高いステッピング速度では、デマルチプレクサに接続されたキャパシタ
、すなわち、キャパシタ３１７、３１８は、マルチプレクサの再訪問間の瞬間の
ドップラーレベルを記憶するための保持キャパシタとして働く。これは距離セル
ステッピング速度におけるスペクトル線を除去して、ベース帯域出力を定常的な
完全平行チャンネルとして見せる。
【００４９】 従って、本発明は実質的に従来技術システムの多くの問題点を解決した、広範
囲にさまざまな設定に使用できる改良されたレーダー動きセンサーを提供する。
このシステムは特に短距離の設定と低電力応用に適している。 上述した本発明の好ましい実施の形態は説明の目的のために行なわれた。本発
明を開示した形態に限定する意図ではない。明かに、当業者にとりさまざまな変
形と修正ずできる。本発明の範囲は特許請求の範囲の記載とその均等物により定
められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の差動パルスレーダー動きセンサーのブロック図
【図２Ａ】 本発明の一例による異なるバースト幅についての送信及び受信タイミング関係
を示す図
【図２Ｂ】 本発明の一例による異なるバースト幅についての送信及び受信タイミング関係
を示す図
【図３Ａ】 差動タイミングメカニズムを説明する図
【図３Ｂ】 差動タイミングメカニズムの動作性能を説明する図
【図４Ａ】 本発明の差動パルス特徴が無いデータを示す図
【図４Ｂ】 本発明の差動パルス特徴を有するデータを示す図
【図５】 本発明の好適な実施の形態の概略ブロック図
【図６】 本発明の直交ドップラーチャンネルを有する実施の形態のブロック図
【図７】 共通位置直交要素を有する直交アンテナの平面図と側面図
【図８】 複数距離セルを有する本発明の実施の形態のブロック図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ｗ

Claims (56)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 センサーにおいて、 検知領域を生成するために電磁エネルギーの送信バーストの一連を送信し、こ
    の送信バーストはパターンに従って変化するバースト幅を有する送信機と、 送信バーストと送信バーストの反射の組合せを受信し、組合せられた出力を発
    生する受信機と、 組合せられた出力に応答して、バースト幅の変化するパターンに起因する組合
    せられた出力の差の変化を示すセンサー出力信号を発生する信号処理資源と、 を有するセンサー。
  2. 【請求項２】 送信機が、 パターン周波数において第１バースト幅と第２バースト幅との間で一連の送信
    バースト内の送信バーストのバースト幅を切り換えることにより、バースト幅の
    変化するパターンを制御するバースト幅制御回路を有する請求項１に記載のセン
    サー。
  3. 【請求項３】 送信機が、 パターンに従い複数のバースト幅中で、一連の送信バースト内の送信バースト
    のバースト幅を切り換えることにより、バースト幅の変化するパターンを制御す
    るバースト幅制御回路を有する請求項１に記載のセンサー。
  4. 【請求項４】 送信機にバースト幅を調節するための回路が結合されている
    請求項１に記載のセンサー。
  5. 【請求項５】 送信機が送信周波数の一連の送信バーストをバースト繰返し
    速度で送信し、送信周波数がギガヘルツの程度であり、バースト繰返し速度がメ
    ガヘルツの程度である請求項１に記載のセンサー。
  6. 【請求項６】 送信機が送信アンテナを有し、受信機が受信アンテナを有し
    、送信機及び受信機アンテナは送信バーストが受信アンテナに近接結合するよう
    に搭載されている請求項１に記載のセンサー。
  7. 【請求項７】 送信機が、 送信バーストを発生するためにバースト幅制御信号に応答する無線周波数発振
    器と、 発振器に接続され、パターンに従い一連の送信バースト内の送信バーストのバ
    ースト幅を変化させるバースト幅制御信号を発生するバースト幅制御回路と、 を有する請求項１に記載のセンサー。
  8. 【請求項８】 パターンが、パターン周波数で第１バースト幅と第２バース
    ト幅との間を切り換えることを含む請求項７に記載のセンサー。
  9. 【請求項９】 パターンが、実質的に連続的に変化する制御信号に応答して
    パルス幅を変化させることを含む請求項７に記載のセンサー。
  10. 【請求項１０】 実質的に連続的に変化する制御信号が、パターン周波数の
    正弦波を有する請求項９に記載のセンサー。
  11. 【請求項１１】 実質的に連続的に変化する制御信号が、パターン周波数の
    三角波を有する請求項９に記載のセンサー。
  12. 【請求項１２】 実質的に連続的に変化する制御信号が、パターン周波数の
    ランプ信号を有する請求項９に記載のセンサー。
  13. 【請求項１３】 実質的に連続的に変化する制御信号が、パターン周波数の
    雑音変調された信号を有する請求項９に記載のセンサー。
  14. 【請求項１４】 送信機が、 ソース、ゲートとドレインを持つトランジスタを有する発振器と、 ソースとゲートに結合されて、トランジスタのソース上の電圧を下げることに
    よりバーストを開始し、トランジスタのドレイン上の電圧を下げることによりバ
    ーストを停止するバースト幅制御回路と、 を有する請求項１に記載のセンサー。
  15. 【請求項１５】 トランジスタのドレインに結合された減衰抵抗を有する請
    求項１４に記載のセンサー。
  16. 【請求項１６】 トランジスタのソースに結合された減衰抵抗を有する請求
    項１４に記載のセンサー。
  17. 【請求項１７】 送信機が、 エミッタ、ベース、及びコレクタを有するトランジスタと、 ソースとドレインに結合され、トランジスタのエミッタ上の電圧を低下するこ
    とによりバーストを開始し、トランジスタのコレクタ上の電圧を低下することに
    よりバーストを終了するバースト幅制御回路と、 を有する請求項１に記載のセンサー。
  18. 【請求項１８】 トランジスタのコレクタに結合された減衰抵抗を含む請求
    項１７に記載のセンサー。
  19. 【請求項１９】 トランジスタのエミッタに結合された減衰抵抗含む請求項
    １７に記載のセンサー。
  20. 【請求項２０】 送信機が、 ９００メガヘルツから２４ギガヘルツの間の送信周波数を有する無線周波数発
    振器を有する請求項１に記載のセンサー。
  21. 【請求項２１】 送信機が、 ５から６ギガヘルツの間の送信周波数を有する無線周波数発振器を有する請求
    項１に記載のセンサー。
  22. 【請求項２２】 バースト幅が約２から１００ナノ秒の範囲に入り、そして
    バースト幅が一連の送信バーストについての最大バースト幅の約１から１０ナノ
    秒の間で変化する請求項１に記載のセンサー。
  23. 【請求項２３】 バースト幅が約２から２０ナノ秒の範囲に入り、そしてバ
    ースト幅が一連の送信バーストについての最大バースト幅の約１から１０ナノ秒
    の間で変化する請求項１に記載のセンサー。
  24. 【請求項２４】 バースト幅が、一連の送信バーストについての最大バース
    ト幅の約１０パーセントから約５０パーセントの間で変化する請求項１に記載の
    センサー。
  25. 【請求項２５】 パターンがパターン周波数により特徴付けられ、そして受
    信機が送信バーストと送信バーストの反射とを混合する混合器とパターン周波数
    信号を発生するために混合器に結合されたパターン周波数フイルタとを有する請
    求項１に記載のセンサー。
  26. 【請求項２６】 受信機が、 送信バーストと送信バーストの反射との組合せのピークを検出するピーク検出
    器と、パターン周波数信号を発生するためにピーク検出器に結合されたパターン
    周波数フイルタと、を含む請求項１に記載のセンサー。
  27. 【請求項２７】 信号処理資源が、 検知領域内の動きを示すパターンに従い受信機の組合せられた出力内の差を検
    出するように構成された出力フイルタを有する請求項１に記載のセンサー。
  28. 【請求項２８】 出力フイルタが約０．５ヘルツ以下の周波数を阻止する請
    求項２７に記載のセンサー。
  29. 【請求項２９】 信号処理資源が、 検知領域内の振動を示すパターンに従いパターン周波数信号内の差を検出する
    ように構成された出力フイルタを含む請求項２７に記載のセンサー。
  30. 【請求項３０】 出力フイルタが約２０ヘルツ以下の周波数を阻止する請求
    項２９記載のセンサー。
  31. 【請求項３１】 受信機が同位相チャンネル及び直交位相チャンネルを含む
    請求項１に記載のセンサー。
  32. 【請求項３２】 送信アンテナ、同位相受信アンテナ、直交位相受信アンテ
    ナとを含む請求項３１に記載のセンサー。
  33. 【請求項３３】 送信バーストが約１ギガヘルツ以上の送信周波数を有し、
    焦点を有するアンテナホーンを有し、同位相受信アンテナと直交位相受信アンテ
    ナがホーンの送信周波数の焦点の約ラムダ／８以内のホーン内のそれぞれの位置
    に搭載されたアンテナ要素を含む請求項３２記載のセンサー。
  34. 【請求項３４】 パターンが複数の距離セルを確立し、そして信号処理資源
    が組合せられた出力をデマルチプレクスして複数の距離セルのためのセンサー出
    力信号を供給する請求項１に記載のセンサー。
  35. 【請求項３５】 センサーにおいて、 検知領域を発生するために電磁エネルギーの送信バーストの一連を送信する送
    信機であって、 約９００メガヘルツと２４ギガヘルツの間の送信周波数を有する送信バース
    トを発生するためにバースト幅制御信号に応答する無線周波数発振器と、 発振器に結合されて、パターンに従い一連の送信バースト内の送信バースト
    のバースト幅を変化するためのバースト幅制御信号を発生し、送信バーストが約
    ２ないし１００ナノ秒の範囲のバースト幅を有する、バースト幅制御回路とを有
    する送信機と、 送信バーストと送信バーストの反射との組合せを受信して、組合せられた出力
    を発生する受信機と、 組合せられた出力に応答して、バースト幅の変化するパターンに起因して組合
    せられた出力内の差により示される検知領域内の動きを示すセンサー出力信号を
    発生する信号処理資源と、 を含むセンサー。
  36. 【請求項３６】 パターンが、パターン周波数において第１バースト幅と第
    ２バースト幅との間の切り換えを含む請求項３５に記載のセンサー。
  37. 【請求項３７】 パターンがパターン周波数により特徴付けられ、そして受
    信機が送信バーストと送信バーストの反射とを混合する混合器と混合器に結合さ
    れたパターン周波数信号を発生するためのパターン周波数フイルタとを有する請
    求項３５に記載のセンサー。
  38. 【請求項３８】 受信機が、 送信バーストと送信バーストの反射との組合せのピークを検出するピーク検出
    器と、ピーク検出器に結合されてパターン周波数信号を発生するためのパターン
    周波数フイルタとを有する請求項３５に記載のセンサー。
  39. 【請求項３９】 信号処理資源が、 検知領域内の動きを示すパターンに従いパターン周波数信号内の差を検出する
    ように構成された出力フイルタを有する請求項３５に記載のセンサー。
  40. 【請求項４０】 出力フイルタが約０．５ヘルツ以下の周波数を阻止する請
    求項３９に記載のセンサー。
  41. 【請求項４１】 信号処理資源が、 検知領域内の振動を示すパターンに従いパターン周波数信号内の差を検出する
    ように構成された出力フイルタを有する請求項３５に記載のセンサー。
  42. 【請求項４２】 出力フイルタが約２０ヘルツ以下の周波数を阻止する請求
    項４１に記載のセンサー。
  43. 【請求項４３】 受信機が、同位相チャンネル及び直交位相チャンネルを含
    む請求項３５記載のセンサー。
  44. 【請求項４４】 送信アンテナ、同位相受信アンテナ、及び直交位相受信ア
    ンテナを含む請求項４３に記載のセンサー。
  45. 【請求項４５】 送信バーストが１ギガヘルツ以上の送信周波数を有し、焦
    点を有するアンテナホーンを有し、同位相受信アンテナと直交位相受信アンテナ
    がホーンの焦点の送信周波数の約λ／８以内のホーン内のそれぞれの位置に搭載
    されたアンテナ要素を含む請求項４４に記載のセンサー。
  46. 【請求項４６】 パターンが複数の距離セルを確立し、そして信号処理資源
    が組合せられた出力をデマルチプレクスして複数の距離セルのためのセンサー出
    力信号を発生する請求項３５に記載のセンサー。
  47. 【請求項４７】 無線周波数発振器が、 ソース、ゲートとドレインを持つトランジスタと、 ソースとゲートに結合されて、トランジスタのソース上の電圧を下げることに
    よりバーストを開始し、トランジスタのドレイン上の電圧を下げることによりバ
    ーストを停止するバースト幅制御回路と、 を有する請求項３５に記載のセンサー。
  48. 【請求項４８】 トランジスタのドレインに結合された減衰抵抗と、トラン
    ジスタのソースに結合された減衰抵抗を有する請求項４７に記載のセンサー。
  49. 【請求項４９】 無線周波数発振器が、 エミッタ、ベース、及びコレクタを有するトランジスタと、 ソースとドレインに結合され、トランジスタのエミッタ上の電圧を低下するこ
    とによりバーストを開始し、トランジスタのコレクタ上の電圧を低下することに
    よりバーストを終了するバースト幅制御回路と、 を有する請求項３５に記載のセンサー。
  50. 【請求項５０】 トランジスタのコレクタに結合された減衰抵抗と、トラン
    ジスタのエミッタに結合された減衰抵抗を有する請求項４９に記載のセンサー。
  51. 【請求項５１】 受信機が同位相チャンネルと直交位相チャンネルを含む請
    求項３５に記載のセンサー。
  52. 【請求項５２】 送信アンテナ、同位相受信アンテナ、及び直交受信アンテ
    ナを含む請求項５１に記載のセンサー。
  53. 【請求項５３】 焦点を有するアンテナホーンを有し、同位相受信アンテナ
    と直交位相受信アンテナがホーンの焦点の送信周波数の約λ／８以内のホーン内
    のそれぞれの位置に搭載されたアンテナ要素を含む請求項５２に記載のセンサー
    。
  54. 【請求項５４】 パターンが複数の距離セルを確立し、そして信号処理資源
    が組合せられた出力をデマルチプレクスして複数の距離セルに対するセンサー出
    力信号を発生する請求項３５に記載のセンサー。
  55. 【請求項５５】 検知領域内の外乱を検出するための方法において、 検知領域を発生するために電磁エネルギーの送信バーストの一連を送信し、送
    信バーストはパターンに従って変化するバースト幅を有し、 送信バーストと送信バーストの反射との反射の組合せを受信し、組合せられた
    出力を発生し、 組合せられた出力を処理して、変化するバースト幅のパターンに起因する組合
    せられた出力内の差の変動を示すセンサー出力信号を発生する方法。
  56. 【請求項５６】 送信バーストが約９００メガヘルツと２４ギガヘルツの間
    の周波数を持ち、 そして、一連の送信バースト内の送信バーストのバースト幅を、送信バースト
    幅が約２ないし１００ナノ秒の範囲のバースト幅を有し、パターンに従い一連の
    送信バーストについての最大バースト幅を約１と１０ナノ秒の間に変化させる方
    法。
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