JP3498219B2 - ２周波式マイクロウエーブセンサ - Google Patents
２周波式マイクロウエーブセンサInfo
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視光線よりも低
周波の電磁波を用いた能動型のセンサである２周波式の
マイクロウエーブセンサ（以下、「ＭＷセンサ」とい
う）に係る。特に、本発明は、物体検知動作の信頼性を
向上するための対策に関するものである。
周波の電磁波を用いた能動型のセンサである２周波式の
マイクロウエーブセンサ（以下、「ＭＷセンサ」とい
う）に係る。特に、本発明は、物体検知動作の信頼性を
向上するための対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、防犯装置の一つとして、マイ
クロ波を検知エリアに向けて送信し、検知エリア内に人
体が存在する場合には、その人体からの反射波（ドップ
ラー効果によって変調したマイクロ波）を受信して人体
（侵入者）を検知するＭＷセンサが知られている（例え
ば特開平７−３７１７６号公報）。
クロ波を検知エリアに向けて送信し、検知エリア内に人
体が存在する場合には、その人体からの反射波（ドップ
ラー効果によって変調したマイクロ波）を受信して人体
（侵入者）を検知するＭＷセンサが知られている（例え
ば特開平７−３７１７６号公報）。
【０００３】更に、ＭＷセンサの１タイプとして、周波
数の異なる２種類のマイクロ波を利用して物体までの距
離を計測するようにしたものも知られている。この種の
センサは、周波数の異なる２種類のマイクロ波を検知エ
リアに向けて送信し、それぞれの反射波に基づく２つの
ＩＦ信号の位相差を検出するようになっている。この位
相差は、ターゲット（人体等の検知対象物体）までの距
離に相関がある。つまり、この位相差を求めることによ
りターゲットまでの距離を計測することが可能である。
以下、この種のセンサにおけるＩＦ信号の位相差検出動
作について説明する。
数の異なる２種類のマイクロ波を利用して物体までの距
離を計測するようにしたものも知られている。この種の
センサは、周波数の異なる２種類のマイクロ波を検知エ
リアに向けて送信し、それぞれの反射波に基づく２つの
ＩＦ信号の位相差を検出するようになっている。この位
相差は、ターゲット（人体等の検知対象物体）までの距
離に相関がある。つまり、この位相差を求めることによ
りターゲットまでの距離を計測することが可能である。
以下、この種のセンサにおけるＩＦ信号の位相差検出動
作について説明する。
【０００４】周波数の異なる２種類のマイクロ波の反射
波に基づくＩＦ信号が図４（ａ）に示すような正弦波Ｉ
Ｆout１，ＩＦout２（ターゲットまでの距離に応じた位
相差を有している）である場合、これらＩＦ信号から成
形される矩形波Ａ，Ｂは、それぞれ図４（ｂ）に示すよ
うになる。そして、これら矩形波Ａ，Ｂの位相差（図中
における矩形波の立ち上がり部分の位相差Δｔ）を検出
することによってターゲットまでの距離を計測すること
が可能になる。
波に基づくＩＦ信号が図４（ａ）に示すような正弦波Ｉ
Ｆout１，ＩＦout２（ターゲットまでの距離に応じた位
相差を有している）である場合、これらＩＦ信号から成
形される矩形波Ａ，Ｂは、それぞれ図４（ｂ）に示すよ
うになる。そして、これら矩形波Ａ，Ｂの位相差（図中
における矩形波の立ち上がり部分の位相差Δｔ）を検出
することによってターゲットまでの距離を計測すること
が可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のセ
ンサは、２つのＩＦ信号の位相差のみによってターゲッ
トまでの距離を求めるようにしているため、以下に述べ
る課題があった。図５はこの種のセンサにおける２つの
ＩＦ信号の位相差の絶対値（以下、単に位相差と呼ぶ）
とターゲットまでの距離との関係を示す図である。この
図に示すように、位相差とターゲットまでの距離との関
係を示すラインは位相差１８０度の点から折り返される
状態となっている。このため、２つのＩＦ信号の位相差
のみによってターゲットまでの距離を求める場合、検出
されたＩＦ信号の位相差によって求められるターゲット
までの距離としては２点が得られることになる。例え
ば、図５に示すものでは、２つのＩＦ信号の位相差が６
０度であった場合には、ターゲットまでの距離は５ｍ及
び２５ｍとして求められることになる。つまり、ＩＦ信
号の位相差とそれによって求められるターゲットまでの
距離とは一意的な関係にはなく、ＩＦ信号の位相差のみ
からターゲットまでの距離を正確に求めることは不可能
であった。このように一つの位相差によって２点の距離
が求まることを一般に「折返し誤差」と呼ぶ。
ンサは、２つのＩＦ信号の位相差のみによってターゲッ
トまでの距離を求めるようにしているため、以下に述べ
る課題があった。図５はこの種のセンサにおける２つの
ＩＦ信号の位相差の絶対値（以下、単に位相差と呼ぶ）
とターゲットまでの距離との関係を示す図である。この
図に示すように、位相差とターゲットまでの距離との関
係を示すラインは位相差１８０度の点から折り返される
状態となっている。このため、２つのＩＦ信号の位相差
のみによってターゲットまでの距離を求める場合、検出
されたＩＦ信号の位相差によって求められるターゲット
までの距離としては２点が得られることになる。例え
ば、図５に示すものでは、２つのＩＦ信号の位相差が６
０度であった場合には、ターゲットまでの距離は５ｍ及
び２５ｍとして求められることになる。つまり、ＩＦ信
号の位相差とそれによって求められるターゲットまでの
距離とは一意的な関係にはなく、ＩＦ信号の位相差のみ
からターゲットまでの距離を正確に求めることは不可能
であった。このように一つの位相差によって２点の距離
が求まることを一般に「折返し誤差」と呼ぶ。
【０００６】この「折返し誤差」の存在のために、例え
ばこの種のセンサを防犯センサとして適用した場合にお
いて、検知対象エリアを１０ｍの範囲、つまり、１０ｍ
以上離れた位置に存在する人体については検知する必要
がない場合であって、センサから２５ｍ離れた位置に人
体が存在する状況では、２つのＩＦ信号の位相差は６０
度として検出されることになる。この場合、ターゲット
までの距離は５ｍであるとセンサが認識してしまって、
物体検知信号の発信（発報）を行うといった誤報を招い
てしまう可能性があった。
ばこの種のセンサを防犯センサとして適用した場合にお
いて、検知対象エリアを１０ｍの範囲、つまり、１０ｍ
以上離れた位置に存在する人体については検知する必要
がない場合であって、センサから２５ｍ離れた位置に人
体が存在する状況では、２つのＩＦ信号の位相差は６０
度として検出されることになる。この場合、ターゲット
までの距離は５ｍであるとセンサが認識してしまって、
物体検知信号の発信（発報）を行うといった誤報を招い
てしまう可能性があった。
【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、２種類のマイクロ波
を利用して物体を検知するＭＷセンサに対し、物体まで
の距離を正確に認識できるようにし、誤報を回避するこ
とができるＭＷセンサを提供することにある。
であり、その目的とするところは、２種類のマイクロ波
を利用して物体を検知するＭＷセンサに対し、物体まで
の距離を正確に認識できるようにし、誤報を回避するこ
とができるＭＷセンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、物体によって
反射されるマイクロ波（反射波）に基づいてその物体ま
での距離を計測するに際し、上記折返し誤差の影響を解
消するべく、その反射波の信号レベルをも検知し、反射
波の位相差と反射波の信号レベルとによって検知物体ま
での距離を正確に認識できるようにしている。
反射されるマイクロ波（反射波）に基づいてその物体ま
での距離を計測するに際し、上記折返し誤差の影響を解
消するべく、その反射波の信号レベルをも検知し、反射
波の位相差と反射波の信号レベルとによって検知物体ま
での距離を正確に認識できるようにしている。
【０００９】 −解決手段−
具体的に、本発明は、周波数の異なる２種類のマイクロ
波を送信し、このマイクロ波の送信方向に物体が存在す
る場合に、この物体による各マイクロ波の反射波を受信
し、これら反射波とその送信波とをミキシングした後の
ＩＦ信号同士の位相差により物体までの距離を計測する
２周波式マイクロウエーブセンサを前提とする。この２
周波式マイクロウエーブセンサに対し、各反射波の位相
差とその物体からの反射波の信号レベルとに基づいて物
体までの距離を計測する物体検出手段を備えさせてい
る。
波を送信し、このマイクロ波の送信方向に物体が存在す
る場合に、この物体による各マイクロ波の反射波を受信
し、これら反射波とその送信波とをミキシングした後の
ＩＦ信号同士の位相差により物体までの距離を計測する
２周波式マイクロウエーブセンサを前提とする。この２
周波式マイクロウエーブセンサに対し、各反射波の位相
差とその物体からの反射波の信号レベルとに基づいて物
体までの距離を計測する物体検出手段を備えさせてい
る。
【００１０】 また、上記物体検出手段は、物体までの
距離が２つ求められた場合に、その信号レベルを認識す
ることによって物体までの距離を上記２つのうちの１つ
に判別するよう構成されている。また、他の構成とし
て、上記と前提を同じくした２周波式マイクロウエーブ
センサに対し、各反射波の位相差とその物体からの反射
波の信号レベルとに基づいて物体までの距離を計測し、
この計測された距離が所定距離以下であるときにのみ物
体検知信号を発信する物体検出手段を備えさせている。
距離が２つ求められた場合に、その信号レベルを認識す
ることによって物体までの距離を上記２つのうちの１つ
に判別するよう構成されている。また、他の構成とし
て、上記と前提を同じくした２周波式マイクロウエーブ
センサに対し、各反射波の位相差とその物体からの反射
波の信号レベルとに基づいて物体までの距離を計測し、
この計測された距離が所定距離以下であるときにのみ物
体検知信号を発信する物体検出手段を備えさせている。
【００１１】この場合における物体検知信号の発信動作
を行うための具体構成としては、物体検知信号の発信を
行う反射波の信号レベルの値が物体までの距離に応じて
変更されたスレッショルドレベルを予め設定しておき、
このスレッショルドレベルを超える信号レベルの反射波
を受信したときにのみ物体検出手段が物体検知信号を発
信する構成としている。
を行うための具体構成としては、物体検知信号の発信を
行う反射波の信号レベルの値が物体までの距離に応じて
変更されたスレッショルドレベルを予め設定しておき、
このスレッショルドレベルを超える信号レベルの反射波
を受信したときにのみ物体検出手段が物体検知信号を発
信する構成としている。
【００１２】これら特定事項により、各反射波の位相差
によって求まる物体までの距離が、上記折返し誤差によ
って２点求まる状況であっても、物体からの反射波の信
号レベルを検出することによって、上記２点のうち何れ
の点が物体までの正確な距離であるのかを容易に判別す
ることが可能である。例えば本センサを防犯用センサと
して適用した場合には、検知物体が、検知対象エリア内
に存在しているのか、検知対象エリア外に存在している
のかを容易に判別することが可能である。このため、誤
報を回避することができてセンサの信頼性の向上を図る
ことができる。図３は、屋外における物体までの距離と
反射波の信号レベルとの関係の一例を示す図である。こ
の図に示すように、信号レベル電圧は理論的には物体ま
での距離の２乗に反比例する。例えば物体までの距離が
５ｍの場合と２５ｍの場合とでは信号レベル電圧として
は２０倍以上の差が生じている。このような現象を利用
し、本発明では、物体からの反射波の信号レベルをも検
出して物体までの距離を正確に計測できるようにしてい
る。
によって求まる物体までの距離が、上記折返し誤差によ
って２点求まる状況であっても、物体からの反射波の信
号レベルを検出することによって、上記２点のうち何れ
の点が物体までの正確な距離であるのかを容易に判別す
ることが可能である。例えば本センサを防犯用センサと
して適用した場合には、検知物体が、検知対象エリア内
に存在しているのか、検知対象エリア外に存在している
のかを容易に判別することが可能である。このため、誤
報を回避することができてセンサの信頼性の向上を図る
ことができる。図３は、屋外における物体までの距離と
反射波の信号レベルとの関係の一例を示す図である。こ
の図に示すように、信号レベル電圧は理論的には物体ま
での距離の２乗に反比例する。例えば物体までの距離が
５ｍの場合と２５ｍの場合とでは信号レベル電圧として
は２０倍以上の差が生じている。このような現象を利用
し、本発明では、物体からの反射波の信号レベルをも検
出して物体までの距離を正確に計測できるようにしてい
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ここでは、ＭＷセンサを防犯セン
サとして使用した場合であって、周波数の異なる２種類
のマイクロ波を利用して検知対象物体（侵入者等）まで
の距離を計測するようにしたＭＷセンサに本発明を適用
した場合について説明する。
に基づいて説明する。ここでは、ＭＷセンサを防犯セン
サとして使用した場合であって、周波数の異なる２種類
のマイクロ波を利用して検知対象物体（侵入者等）まで
の距離を計測するようにしたＭＷセンサに本発明を適用
した場合について説明する。
【００１４】−ＭＷセンサの構成説明−
図１は本形態に係るＭＷセンサ１の回路構成を示してい
る。この図に示すように、ＭＷセンサ１は、ＲＦモジュ
ール２及び信号処理部３を備えている。
る。この図に示すように、ＭＷセンサ１は、ＲＦモジュ
ール２及び信号処理部３を備えている。
【００１５】ＲＦモジュール２は、マイクロ波を発振す
る発振器２１、この発振器２１から発振されるマイクロ
波の周波数を切り換えるための変調器２２、発振器２１
から発振されたマイクロ波を検知エリアに向けて送信す
る送信アンテナ２３、人体等の物体によって反射したマ
イクロ波の反射波を受信する受信アンテナ２４、この受
信されたマイクロ波と発振器２１の電圧波形とをミキシ
ングして出力するミキサ２５を備えている。つまり、送
信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信されたマイ
クロ波は、検知エリア内に人体等が存在する場合、ドッ
プラー効果によりその人体等からの反射波の周波数が変
調されて受信アンテナ２４に受信される。この受信され
た反射波はミキサ２５によって発振器２１の電圧波形と
ミキシングされた後、ＲＦモジュール２からＩＦ出力信
号（ＩＦout０）として信号処理部３に出力されるよう
になっている。
る発振器２１、この発振器２１から発振されるマイクロ
波の周波数を切り換えるための変調器２２、発振器２１
から発振されたマイクロ波を検知エリアに向けて送信す
る送信アンテナ２３、人体等の物体によって反射したマ
イクロ波の反射波を受信する受信アンテナ２４、この受
信されたマイクロ波と発振器２１の電圧波形とをミキシ
ングして出力するミキサ２５を備えている。つまり、送
信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信されたマイ
クロ波は、検知エリア内に人体等が存在する場合、ドッ
プラー効果によりその人体等からの反射波の周波数が変
調されて受信アンテナ２４に受信される。この受信され
た反射波はミキサ２５によって発振器２１の電圧波形と
ミキシングされた後、ＲＦモジュール２からＩＦ出力信
号（ＩＦout０）として信号処理部３に出力されるよう
になっている。
【００１６】一方、信号処理部３は、送信アンテナ２３
から送信する各周波数のマイクロ波毎に対応して第１の
出力ラインＬ１及び第２の出力ラインＬ２を備えてい
る。各ラインＬ１，Ｌ２には、電源３１，３２，３３、
ＩＦアンプ３４，３５、コンパレータ３６，３７が備え
られ、コンパレータ３６，３７の出力側には本形態の特
徴とする物体検出手段としての物体距離判定部３８が設
けられている。
から送信する各周波数のマイクロ波毎に対応して第１の
出力ラインＬ１及び第２の出力ラインＬ２を備えてい
る。各ラインＬ１，Ｌ２には、電源３１，３２，３３、
ＩＦアンプ３４，３５、コンパレータ３６，３７が備え
られ、コンパレータ３６，３７の出力側には本形態の特
徴とする物体検出手段としての物体距離判定部３８が設
けられている。
【００１７】各ＩＦアンプ３４，３５は、第１スイッチ
ＳＷ１を介してＲＦモジュール２の出力側に接続されて
いる。この第１スイッチＳＷ１は、上記２種類のマイク
ロ波のうち一方が送信アンテナ２３から送信されている
場合には第１の出力ラインＬ１に接続し、他方のマイク
ロ波が送信アンテナ２３から送信されている場合には第
２の出力ラインＬ２に接続するように切り換えられる。
つまり、一方のマイクロ波の送信時に人体等によって反
射された反射波に係るＩＦ出力信号（ＩＦout１）は第
１の出力ラインＬ１に出力され、他方のマイクロ波の送
信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力
信号（ＩＦout２）は第２の出力ラインＬ２に出力され
る構成となっている。
ＳＷ１を介してＲＦモジュール２の出力側に接続されて
いる。この第１スイッチＳＷ１は、上記２種類のマイク
ロ波のうち一方が送信アンテナ２３から送信されている
場合には第１の出力ラインＬ１に接続し、他方のマイク
ロ波が送信アンテナ２３から送信されている場合には第
２の出力ラインＬ２に接続するように切り換えられる。
つまり、一方のマイクロ波の送信時に人体等によって反
射された反射波に係るＩＦ出力信号（ＩＦout１）は第
１の出力ラインＬ１に出力され、他方のマイクロ波の送
信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力
信号（ＩＦout２）は第２の出力ラインＬ２に出力され
る構成となっている。
【００１８】また、各電源３１，３２は、上記第１スイ
ッチＳＷ１に連動する第２スイッチＳＷ２を介してＲＦ
モジュール２の入力側に接続されている。この第２スイ
ッチＳＷ２も、２種類のマイクロ波のうち何れのマイク
ロ波を送信アンテナ２３から送信するかによって各電源
３１，３２に対する接続状態が切り換わるようになって
いる。つまり、この第２スイッチＳＷ２が一方の電源３
１に接続している状態と他方の電源３２に接続している
状態とで、変調器２２がマイクロ波の周波数を切り換
え、これによって送信アンテナ２３から送信されるマイ
クロ波の周波数が切り換えられる構成となっている。
ッチＳＷ１に連動する第２スイッチＳＷ２を介してＲＦ
モジュール２の入力側に接続されている。この第２スイ
ッチＳＷ２も、２種類のマイクロ波のうち何れのマイク
ロ波を送信アンテナ２３から送信するかによって各電源
３１，３２に対する接続状態が切り換わるようになって
いる。つまり、この第２スイッチＳＷ２が一方の電源３
１に接続している状態と他方の電源３２に接続している
状態とで、変調器２２がマイクロ波の周波数を切り換
え、これによって送信アンテナ２３から送信されるマイ
クロ波の周波数が切り換えられる構成となっている。
【００１９】このようにして、各スイッチＳＷ１，ＳＷ
２の切り換え動作に伴い、一方の周波数のマイクロ波が
送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信され、そ
の反射波に基づくＩＦ出力信号（ＩＦout１）が信号処
理部３の第１の出力ラインＬ１に出力されてこの第１の
出力ラインＬ１において信号処理が行われる第１処理動
作と、他方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ２３か
ら検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩ
Ｆ出力信号（ＩＦout２）が信号処理部３の第２の出力
ラインＬ２に出力されてこの第２の出力ラインＬ２にお
いて信号処理が行われる第２処理動作とが所定時間間隔
（例えば数msec）をもって切り換えられるようになって
いる。そして、各処理動作では、ＲＦモジュール２から
出力されたＩＦ出力信号が、ＩＦアンプ３４，３５によ
って増幅され、このＩＦアンプ３４，３５からの出力が
コンパレータ３６，３７によって矩形波に成形された後
に物体距離判定部３８に出力されるようになっている。
２の切り換え動作に伴い、一方の周波数のマイクロ波が
送信アンテナ２３から検知エリアに向けて送信され、そ
の反射波に基づくＩＦ出力信号（ＩＦout１）が信号処
理部３の第１の出力ラインＬ１に出力されてこの第１の
出力ラインＬ１において信号処理が行われる第１処理動
作と、他方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ２３か
ら検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩ
Ｆ出力信号（ＩＦout２）が信号処理部３の第２の出力
ラインＬ２に出力されてこの第２の出力ラインＬ２にお
いて信号処理が行われる第２処理動作とが所定時間間隔
（例えば数msec）をもって切り換えられるようになって
いる。そして、各処理動作では、ＲＦモジュール２から
出力されたＩＦ出力信号が、ＩＦアンプ３４，３５によ
って増幅され、このＩＦアンプ３４，３５からの出力が
コンパレータ３６，３７によって矩形波に成形された後
に物体距離判定部３８に出力されるようになっている。
【００２０】更に、上記各処理動作について詳述する
と、検知エリア内に人体等が存在していない場合には、
送信アンテナ２３から送信されたマイクロ波と受信アン
テナ２４に受信されたマイクロ波との周波数は等しいた
め、ＩＦアンプ３４，３５からの出力信号におけるＩＦ
周波数は「０」となり、コンパレータ３６，３７からは
信号が出力されない。これに対し、検知エリア内に人体
等が存在する場合には、送信アンテナ２３から送信され
たマイクロ波の周波数に対して受信アンテナ２４に受信
されたマイクロ波は変調されるため、コンパレータ３
６，３７の出力信号波形に変化が生じ、この矩形波が物
体距離判定部３８に出力されるようになっている。
と、検知エリア内に人体等が存在していない場合には、
送信アンテナ２３から送信されたマイクロ波と受信アン
テナ２４に受信されたマイクロ波との周波数は等しいた
め、ＩＦアンプ３４，３５からの出力信号におけるＩＦ
周波数は「０」となり、コンパレータ３６，３７からは
信号が出力されない。これに対し、検知エリア内に人体
等が存在する場合には、送信アンテナ２３から送信され
たマイクロ波の周波数に対して受信アンテナ２４に受信
されたマイクロ波は変調されるため、コンパレータ３
６，３７の出力信号波形に変化が生じ、この矩形波が物
体距離判定部３８に出力されるようになっている。
【００２１】−物体距離判定部３８の説明−
次に、コンパレータ３６，３７からの出力信号波形を受
ける物体距離判定部３８について説明する。この物体距
離判定部３８は、上記各コンパレータ３６，３７の出力
信号波形を受け、これら出力信号波形の位相差を認識す
るものである。また、この物体距離判定部３８は、検知
した物体からの反射波の信号レベルを認識するようにな
っている。そして、これら認識した出力信号波形の位相
差と反射波の信号レベルとに基づいて検知物体（人体
等）までの距離を計測し、その距離に応じて物体検知信
号の発信（発報）を行うか否かを判定するものである。
ける物体距離判定部３８について説明する。この物体距
離判定部３８は、上記各コンパレータ３６，３７の出力
信号波形を受け、これら出力信号波形の位相差を認識す
るものである。また、この物体距離判定部３８は、検知
した物体からの反射波の信号レベルを認識するようにな
っている。そして、これら認識した出力信号波形の位相
差と反射波の信号レベルとに基づいて検知物体（人体
等）までの距離を計測し、その距離に応じて物体検知信
号の発信（発報）を行うか否かを判定するものである。
【００２２】具体的には、物体までの距離とその物体か
らの反射波の信号レベルとを関連付けたスレッショルド
レベルを予め設定しておき、検知物体が検知対象エリア
（１０ｍの範囲）内に存在すると仮定した場合の反射波
の受信レベルがその距離におけるスレッショルドレベル
を超える状況であるときにのみ物体距離判定部３８から
物体検知信号が発信（発報）されるようになっている。
らの反射波の信号レベルとを関連付けたスレッショルド
レベルを予め設定しておき、検知物体が検知対象エリア
（１０ｍの範囲）内に存在すると仮定した場合の反射波
の受信レベルがその距離におけるスレッショルドレベル
を超える状況であるときにのみ物体距離判定部３８から
物体検知信号が発信（発報）されるようになっている。
【００２３】このスレッショルドレベルとしては、図２
に示すように、検知物体までの距離が長くなるほど、物
体の検知判断を行う信号レベルを次第に小さくしていく
ように設定している。尚、このスレッショルドレベル
は、センサの設置環境や受信アンテナの指向性などに応
じて設定されている。また、このスレッショルドレベル
は、人体検知レベルの１／３程度の値として設定されて
おり、図示しない記憶装置（メモリ）に記憶されてい
る。
に示すように、検知物体までの距離が長くなるほど、物
体の検知判断を行う信号レベルを次第に小さくしていく
ように設定している。尚、このスレッショルドレベル
は、センサの設置環境や受信アンテナの指向性などに応
じて設定されている。また、このスレッショルドレベル
は、人体検知レベルの１／３程度の値として設定されて
おり、図示しない記憶装置（メモリ）に記憶されてい
る。
【００２４】このようにスレッショルドレベルを設定し
たことにより、例えば、２つのＩＦ信号の位相差が６０
度であった場合には、ターゲットまでの距離は５ｍ及び
２５ｍとして求められることになるが（図５参照）、こ
の際の反射波の信号レベルを認識することによってター
ゲットまでの距離が５ｍであるのか２５ｍであるのかを
判別する。これにより、物体検知信号の発信（発報）を
行うべきか否かを正確に判定することが可能になる。
たことにより、例えば、２つのＩＦ信号の位相差が６０
度であった場合には、ターゲットまでの距離は５ｍ及び
２５ｍとして求められることになるが（図５参照）、こ
の際の反射波の信号レベルを認識することによってター
ゲットまでの距離が５ｍであるのか２５ｍであるのかを
判別する。これにより、物体検知信号の発信（発報）を
行うべきか否かを正確に判定することが可能になる。
【００２５】具体的には、上記の状況において、検知物
体が検知対象エリア（１０ｍの範囲）内に存在すると仮
定した場合、つまり、センサから５ｍの位置に存在する
と仮定した場合、反射波の信号レベルが０．０１３Ｖを
越えているか否かを判別することによって物体検知信号
を発信するか否かを判断するようにしている。つまり、
この検知物体がＭＷセンサ１から５ｍの位置に存在する
場合のスレッショルドレベル（０．０１３Ｖ）を越えた
反射波の信号レベルが受信されたか否かを判別すること
によって物体検知信号を発信するか否かを判断する。そ
して、例えば反射波の信号レベルが０．００３Ｖであっ
た場合には、信号レベルがスレッショルドレベルを下回
っているので、ターゲットまでの距離は２５ｍであると
判断することになる。一方、例えば反射波の信号レベル
が０．０２Ｖであった場合には、信号レベルがスレッシ
ョルドレベルを越えているので、ターゲットまでの距離
は５ｍであると判断することになる。上述したように検
知対象エリアが１０ｍ以内に設定されている場合には、
前者では発報を行わず、後者の場合にのみ発報が行われ
ることになる。
体が検知対象エリア（１０ｍの範囲）内に存在すると仮
定した場合、つまり、センサから５ｍの位置に存在する
と仮定した場合、反射波の信号レベルが０．０１３Ｖを
越えているか否かを判別することによって物体検知信号
を発信するか否かを判断するようにしている。つまり、
この検知物体がＭＷセンサ１から５ｍの位置に存在する
場合のスレッショルドレベル（０．０１３Ｖ）を越えた
反射波の信号レベルが受信されたか否かを判別すること
によって物体検知信号を発信するか否かを判断する。そ
して、例えば反射波の信号レベルが０．００３Ｖであっ
た場合には、信号レベルがスレッショルドレベルを下回
っているので、ターゲットまでの距離は２５ｍであると
判断することになる。一方、例えば反射波の信号レベル
が０．０２Ｖであった場合には、信号レベルがスレッシ
ョルドレベルを越えているので、ターゲットまでの距離
は５ｍであると判断することになる。上述したように検
知対象エリアが１０ｍ以内に設定されている場合には、
前者では発報を行わず、後者の場合にのみ発報が行われ
ることになる。
【００２６】以上、説明したように、本形態では、従来
より課題とされていた上記折返し誤差の影響を解消して
検知物体までの距離を正確に認識することができ、誤報
を回避することができ、信頼性の高いＭＷセンサ１を提
供することができる。
より課題とされていた上記折返し誤差の影響を解消して
検知物体までの距離を正確に認識することができ、誤報
を回避することができ、信頼性の高いＭＷセンサ１を提
供することができる。
【００２７】−その他の実施形態−
上述した実施形態では、ＭＷセンサ１を防犯センサとし
て使用した場合について説明したが、防犯センサ以外の
用途にも適用可能である。
て使用した場合について説明したが、防犯センサ以外の
用途にも適用可能である。
【００２８】また、上述したスレッショルドレベルや検
知対象エリア等は上述したものに限らず、ＭＷセンサ１
の設置環境等に応じて任意に設定可能である。
知対象エリア等は上述したものに限らず、ＭＷセンサ１
の設置環境等に応じて任意に設定可能である。
【００２９】尚、図５のグラフにおける折返し点（位相
差１８０度の点）付近では、折返し誤差の影響を完全に
解消することが困難であるため、この折返し点に対応す
る物体までの距離は検知対象エリアの範囲よりも十分に
大きく設定しておくことが好ましい。
差１８０度の点）付近では、折返し誤差の影響を完全に
解消することが困難であるため、この折返し点に対応す
る物体までの距離は検知対象エリアの範囲よりも十分に
大きく設定しておくことが好ましい。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、２周波
式ＭＷセンサに対し、各反射波の位相差とその物体から
の反射波の信号レベルとに基づいて物体までの距離を計
測することによって折返し誤差の影響を解消して検知物
体までの距離を正確に認識することができるようにして
いる。このため、例えば防犯用センサとして適用した場
合には、検知物体が検知対象エリア内に存在しているか
否かを正確に判別することができ、検知物体が検知対象
エリア内に存在している場合にのみ物体検知信号を発信
することが可能になる。このため、誤報を回避すること
ができてセンサの信頼性の向上を図ることができる。
式ＭＷセンサに対し、各反射波の位相差とその物体から
の反射波の信号レベルとに基づいて物体までの距離を計
測することによって折返し誤差の影響を解消して検知物
体までの距離を正確に認識することができるようにして
いる。このため、例えば防犯用センサとして適用した場
合には、検知物体が検知対象エリア内に存在しているか
否かを正確に判別することができ、検知物体が検知対象
エリア内に存在している場合にのみ物体検知信号を発信
することが可能になる。このため、誤報を回避すること
ができてセンサの信頼性の向上を図ることができる。
【図１】実施形態に係るＭＷセンサの回路構成を示す図
である。
である。
【図２】実施形態に係るスレッショルドレベルを示す図
である。
である。
【図３】検知物体までの距離と反射波の信号レベルとの
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】従来例における各ＩＦ信号及びそれにより得ら
れた矩形波を示す図である。
れた矩形波を示す図である。
【図５】折返し誤差を説明するための図である。
１ マイクロウエーブセンサ
３８ 物体距離判定部（物体検出手段）
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 7/00 - 7/42
G01S 13/00 - 13/95
G01N 22/00
G01V 3/12
G08B 13/16
Claims (3)
- 【請求項１】 周波数の異なる２種類のマイクロ波を送
信し、このマイクロ波の送信方向に物体が存在する場合
に、この物体による各マイクロ波の反射波を受信し、こ
れら反射波とその送信波とをミキシングした後のＩＦ信
号同士の位相差により物体までの距離を計測する２周波
式マイクロウエーブセンサにおいて、 上記各反射波の位相差とその物体からの反射波の信号レ
ベルとに基づいて物体までの距離を計測する物体検出手
段を備えていることを特徴とする２周波式マイクロウエ
ーブセンサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の２周波式マイクロウエー
ブセンサにおいて、物体検出手段は、物体までの距離が
２つ求められた場合に、その信号レベルを認識すること
によって物体までの距離を上記２つのうちの１つに判別
するよう構成されていることを特徴とする２周波式マイ
クロウエーブセンサ。 - 【請求項３】 周波数の異なる２種類のマイクロ波を送
信し、このマイクロ波の送信方向に物体が存在する場合
に、この物体による各マイクロ波の反射波を受信し、こ
れら反射波とその送信波とをミキシングした後のＩＦ信
号同士の位相差により物体までの距離を計測する２周波
式マイクロウエーブセンサにおいて、 上記各反射波の位相差とその物体からの反射波の信号レ
ベルとに基づいて物体までの距離を計測し、この計測さ
れた距離が所定距離以下であるときにのみ物体検知信号
を発信する物体検出手段を備えていることを特徴とする
２周波式マイクロウエーブセンサ。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2001332700A JP3498219B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ２周波式マイクロウエーブセンサ |
| PCT/JP2002/011245 WO2003038470A1 (fr) | 2001-10-30 | 2002-10-29 | Capteur micro-ondes double frequence |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001332700A JP3498219B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ２周波式マイクロウエーブセンサ |
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|---|---|
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| JP3498219B2 true JP3498219B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=19148083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001332700A Expired - Fee Related JP3498219B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | ２周波式マイクロウエーブセンサ |
Country Status (4)
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| GB (1) | GB2397958B (ja) |
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| US7982606B2 (en) * | 2008-09-24 | 2011-07-19 | Honeywell International Inc. | Microwave motion detector with target angle detection |
| US8159344B2 (en) * | 2008-10-28 | 2012-04-17 | Honeywell International, Inc. | Microwave motion detectors utilizing multi-frequency ranging and target angle detection |
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| US8624603B2 (en) | 2010-11-22 | 2014-01-07 | General Electric Company | Sensor assembly and methods of adjusting the operation of a sensor |
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| US8531191B2 (en) | 2010-11-22 | 2013-09-10 | General Electric Company | Sensor assembly and methods of measuring a proximity of a machine component to a sensor |
| US8482456B2 (en) | 2010-12-16 | 2013-07-09 | General Electric Company | Sensor assembly and method of measuring the proximity of a machine component to an emitter |
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| US8742319B2 (en) | 2011-12-13 | 2014-06-03 | General Electric Company | Sensor and inspection system deploying an optical conduit |
| JP2015184200A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 横河電子機器株式会社 | レーダ装置 |
| CN112505704B (zh) * | 2020-11-10 | 2024-06-07 | 北京埃福瑞科技有限公司 | 提高列车自主智能感知系统安全性的方法及列车 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4052662A (en) * | 1973-08-23 | 1977-10-04 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for investigating earth formations utilizing microwave electromagnetic energy |
| FR2267556A1 (en) | 1973-09-20 | 1975-11-07 | France Etat | Determining target position above reflecting surface - uses three frequencies in radar with four horn antennae |
| US4647913A (en) * | 1985-01-15 | 1987-03-03 | American District Telegraph Company | Self-diagnostic ultrasonic intrusion detection system |
| NL8500366A (nl) * | 1985-02-11 | 1986-09-01 | Unilever Nv | Werkwijze voor de bereiding van een vetprodukt met verbeterd aroma en het gebruik daarvan voor bakken en braden. |
| JPH01285884A (ja) | 1988-05-12 | 1989-11-16 | Omron Tateisi Electron Co | マイクロ波近接スイッチ |
| JPH08166449A (ja) | 1994-12-15 | 1996-06-25 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波ドップラー方式検知装置 |
| JP2000338234A (ja) * | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Japan Radio Co Ltd | 監視システム |
| DE59913067D1 (de) * | 1999-07-03 | 2006-04-13 | Siemens Schweiz Ag Zuerich | Bewegungsmelder nach dem Doppler-Prinzip |
| US6501414B2 (en) * | 2001-04-02 | 2002-12-31 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Method for locating a concealed object |
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- 2001-10-30 JP JP2001332700A patent/JP3498219B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-10-29 WO PCT/JP2002/011245 patent/WO2003038470A1/ja active Application Filing
- 2002-10-29 US US10/494,437 patent/US7079029B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-10-29 GB GB0408869A patent/GB2397958B/en not_active Expired - Fee Related
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