JP2008180552A - High frequency sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波センサ装置に関する。 The present invention relates to a high frequency sensor device.
マイクロ波などが人体にあたると反射波あるいは透過波を生じる。この反射波または透過波を受信し人体の有無を検出するのが高周波センサ装置であり、自動ドア、機器のリモートコントロール、便器洗浄装置などに使用できる。さらに、移動物体を検出する高周波センサ装置もあり、例えば水洗便器の自動洗浄などに有用である。 When a microwave hits the human body, a reflected wave or a transmitted wave is generated. A high-frequency sensor device that receives this reflected wave or transmitted wave and detects the presence or absence of a human body can be used for automatic doors, remote control of equipment, toilet cleaning devices, and the like. Furthermore, there is a high-frequency sensor device that detects a moving object, which is useful for automatic washing of a flush toilet, for example.
人体を含む移動物体を検知するには、ドップラー効果を利用することができる。すなわち、電波や音波が移動物体に当たり反射すると、反射波の周波数がドップラーシフトする。反射波及び送信波の差分周波数スペクトラムを求めることにより移動物体が検知される。さらにドップラー周波数は物体の移動速度に比例するので、移動速度を知ることもできる。 In order to detect a moving object including a human body, the Doppler effect can be used. That is, when radio waves or sound waves are reflected by a moving object, the frequency of the reflected waves is Doppler shifted. A moving object is detected by obtaining a difference frequency spectrum between the reflected wave and the transmitted wave. Furthermore, since the Doppler frequency is proportional to the moving speed of the object, the moving speed can also be known.
無給電素子が基板内のスルーホール式の制御線を通じて基板の背面上に設けられた高周波スイッチに接続され、電波ビームの放射方向を切替えるマイクロストリップアンテナ及びこれを用いた高周波センサに関する技術開示例がある(特許文献1)。電波ビームを複数の方向に順次切り替えて放射させる、すなわち電波ビームをスキャンさせると、広い範囲を監視でき、また例えば高周波センサ装置のアンテナに向かって人がどの方向から接近してきたかなどを検知することができる。
ところで、このように電波のスキャンを可能とした高周波センサ装置において、その動作を検査・確認する必要が生ずる場合がある。例えば、高周波センサ装置の製造ラインや取り付けのための施工現場において、電波ビームが所定の方向に出射され、被検知体を検知できるか否かを検査・確認し、必要に応じて調整できると便利である。しかし、人体を検知する場合など、電波のスキャン速度すなわち切替時間は例えば、100ミリ秒程度と短く設定することが多いと考えられる。このようなスキャン速度においては、それぞれの方向に電波が確実に放射されているかを確認することは容易ではない。 By the way, in such a high frequency sensor device capable of scanning radio waves, it may be necessary to inspect and confirm its operation. For example, it is convenient if the radio wave beam is emitted in a predetermined direction on the production line or installation site for installation of the high-frequency sensor device, and it is inspected and confirmed whether the detected object can be detected, and can be adjusted as necessary. It is. However, when detecting a human body, the radio wave scanning speed, that is, the switching time, is often set to be as short as about 100 milliseconds, for example. At such a scanning speed, it is not easy to confirm whether radio waves are radiated reliably in the respective directions.
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、それぞれの方向に電波が放射されているか否かを確実且つ容易に確認できる高周波センサ装置を提供する。 The present invention has been made based on recognition of such a problem, and provides a high-frequency sensor device that can reliably and easily confirm whether or not radio waves are radiated in the respective directions.
本発明の一態様によれば、送信波を発生する発振回路と、前記送信波を複数の方向に放射可能とし、前記送信波の物体による反射波を受信波として受信するアンテナと、前記受信波を検知する検波回路と、前記検波回路から出力される信号に含まれるドップラー信号に基づいて被検知体の検知の有無を判定する制御判断回路と、前記制御判断回路にトリガを入力するトリガ入力部と、を備え、前記制御判断回路は、前記アンテナから放射される電波の方向を自動的に前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるスキャンモードと、前記アンテナから放射される電波の方向を前記トリガの入力に応じて前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるテストモードと、を実行可能であることを特徴とする高周波センサ装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an oscillation circuit that generates a transmission wave, an antenna that can radiate the transmission wave in a plurality of directions, and that receives a reflected wave from an object of the transmission wave as a reception wave, and the reception wave A detection circuit for detecting the detection, a control determination circuit for determining presence / absence of detection of the detection object based on a Doppler signal included in a signal output from the detection circuit, and a trigger input unit for inputting a trigger to the control determination circuit And the control determination circuit automatically and sequentially switches the direction of the radio wave radiated from the antenna to one of the plurality of directions, and the direction of the radio wave radiated from the antenna is triggered. And a test mode for sequentially switching to any one of the plurality of directions in response to the input of the high-frequency sensor device.
また、本発明の他の一態様によれば、送信波を発生する発振回路と、前記送信波を複数の方向に放射可能とし、前記送信波の物体による反射波を受信波として受信するアンテナと、前記受信波を検知する検波回路と、前記検波回路から出力される信号に含まれるドップラー信号に基づいて被検知体の検知の有無を判定する制御判断回路と、前記制御判断回路にトリガを入力するトリガ入力回路と、備え、前記制御判断回路は、前記アンテナから放射される電波の方向を自動的に前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるスキャンモードと、前記アンテナから放射される電波の方向を前記スキャンモードよりも遅い速度で前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるテストモードと、を実行可能であることを特徴とする高周波センサ装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, an oscillation circuit that generates a transmission wave, an antenna that can radiate the transmission wave in a plurality of directions, and that receives a reflected wave from the object of the transmission wave as a reception wave; A detection circuit for detecting the received wave, a control determination circuit for determining presence or absence of detection of a detection object based on a Doppler signal included in a signal output from the detection circuit, and a trigger input to the control determination circuit A trigger input circuit, wherein the control determination circuit automatically and sequentially switches the direction of the radio wave radiated from the antenna to one of the plurality of directions, and the direction of the radio wave radiated from the antenna And a test mode that sequentially switches to any one of the plurality of directions at a speed slower than that of the scan mode. It is.
本発明によれば、それぞれの方向に電波が放射されているか否かを確実且つ容易に確認できる高周波センサ装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high frequency sensor apparatus which can confirm reliably and easily whether the electromagnetic wave is radiated | emitted in each direction is provided.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる高周波センサ装置のブロック図である。
高周波センサ装置は、高周波部10と制御部20とを有する。高周波部10は、給電素子102及び無給電素子104、106などからなるアンテナ100と、高周波回路12と、を有する。高周波回路12には、送信波を発生する発振回路14と、受信波からドップラー信号を取り出す検波回路16と、が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a high-frequency sensor device according to a first embodiment of the present invention.
The high frequency sensor device includes a
アンテナ100から放射された送信波は、人体などの物体に当たり反射波を生じ、給電素子102で受信される。アンテナ100は送受信共用でもよいし、送信用と受信用とを別にしてもよい。人体検知用の高周波センサ装置において使用可能な送信波の周波数は、10.525及び24.15GHzである。
The transmission wave radiated from the
移動物体の場合、ドップラー信号が高周波部10の検波回路16から出力される。このドップラー信号は、制御部20の増幅器22を介して制御判断回路26へ入力される。また、増幅器22の他の出力は、比較器24を介して制御判断回路26へ入力される。その出力は、負荷制御回路30へ入力される。また、制御判断回路26は、無給電素子104、106の電波ビームの放射方向を変える制御信号を出力する。またさらに、制御部20には、トリガ入力部32が設けられている。トリガ入力部32は、この高周波センサ装置の動作を確認・検査する作業者などのスイッチ操作などにより、トリガ信号を制御判断回路26に入力する。後に詳述するように、制御判断回路26は、スキャンモードとテストモードとを実行可能とされている。スキャンモードにおいては、アンテナから複数の方向に電波を自動的に順次切り替えて放射させる。テストモードにおいては、トリガ入力部32からのトリガ信号に応じて、これら複数の方向のいずれかひとつに電波を固定する。
In the case of a moving object, a Doppler signal is output from the
図2は、本実施形態の高周波センサ装置に設けられるマイクロストリップアンテナの一例を表す平面図である。
また、図3は、図2のA−A断面図である。なお、図2以降の図については、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
FIG. 2 is a plan view illustrating an example of a microstrip antenna provided in the high-frequency sensor device of the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 and the subsequent drawings, the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
このアンテナは、セラミックスや樹脂などの絶縁性の材料からなる基板101の前面に矩形状の導電体薄膜からなる3つのアンテナ素子102、104、106が一直線上に併設された構造を有する。中央のアンテナ素子102は、マイクロ波信号源から直接的に(すなわち、電線を通じて)マイクロ波電力の供給を受ける給電素子である。給電素子102の両側に設けられた2つのアンテナ素子104、106は、直接的な給電は受けない無給電素子である。給電素子102の励振方向は、図2において上下の方向であり、3つのアンテナ素子104、102、106の配列方向は励振方向と直交する方向とされている。この実施例では一例として左右の無給電素子104、106は、中央の給電素子102を中心として線対象の位置、すなわち給電素子102から等距離の位置に配置されており、サイズも同一とされている。無給電素子104、106のサイズは、給電素子102のサイズとほぼ同一とすることができるが、異なるものとしてもよい。なお、励振方向にみた長さは、用いるマイクロ波の波長に応じて最適な範囲があるので変えることができる範囲は狭いが、励振方向に対して垂直な方向の長さはより広い範囲で変えることができる。
This antenna has a structure in which three
給電素子102の背面の所定箇所(以下、「給電点」という)に給電線108の一端が接続されている。図3に表したように、給電線108は、基板101を貫通する導電線であり、給電線108の他端は、基板101の背面上に位置された高周波回路12のマイクロ波出力端子に接続されている。なお、高周波回路12は、例えばワンチップICとして形成することができる。給電素子102は、高周波回路12に設けられた発振回路14(図1参照)から出力される特定周波数(例えば、10.525GHz、24.15GHz、または76GHzなど)のマイクロ波電力を給電点に受けて励振される。
One end of the
図3に表したように、基板101は多層基板であり、その内部には1つの層として、薄膜状のアース電極116が、基板101の全面にわたって設けられている。アース電極116は、接地線115を介して高周波回路12のグランド端子に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
図2及び図3に表したように、無給電素子104、106のそれぞれの背面の所定箇所(以下、「接地点」という)にも、制御線110、112の一端がそれぞれ接続されている。制御線110、112の他端は、基板101の背面上に配置されたスイッチ120、124の一側端子にそれぞれ接続されている。スイッチ120、124の他側端子は、接地線118、122をそれぞれ介して、アース電極116に接続されている。スイッチ120、124は個別にオン・オフ操作が可能とされている。左側のスイッチ120のオン・オフ操作により、左側の無給電素子104がアース電極116に接続されるか、フローティング状態になるかが切り替えられる。右側のスイッチ124のオン・オフ操作により、右側の無給電素子106がアース電極116に接続されるか、フローティング状態になるかが切り替えられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, one end of each of the
スイッチ120、124には、高周波スイッチを用いることが望ましいが、使用するマイクロ波周波数に対するインピーダンスが所定の適正値に調整されている必要は特になく、高周波信号を遮断するスイッチのオフ特性(アイソレーション)が良好であればよい。 図2に表したように、給電素子102の給電点の位置は、一例として、給電素子102の励振方向(上下方向)において、使用するマイクロ波の基板101上での波長λgに応じた最適アンテナ長 (ほぼ、λgである)だけ給電素子102の下側エッジ(または上側エッジ)から上側(または下側)に離れた位置であって、励振方向(上下方向)と直交する方向(左右方向)において、給電素子102の中央位置とされている。一方、無給電素子104、106のそれぞれの接地点の位置は、一例として、励振方向(上下方向)において、各無給電素子104、106の中央を中心とした幅L/2の範囲より外側の位置であって、直交する方向(左右方向)において、それぞれの無給電素子104、106の中央の位置とされている。ここで、Lは、無給電素子104、106の励振方向にみた長さである。
The
このように構成されたマイクロストリップアンテナにおいて、スイッチ120、124を操作して無給電素子104、106をアース電極116に接続(接地)するかを切り替えることにより、このマイクロストリップアンテナから出力されてる電波ビームの放射方向を複数の方向のいずれかに切り替えることができる。給電素子102と無給電素子104、106との位置関係により放射方向が決定されるため、波長よりも極端に短い給電線108を介して給電素子102と高周波回路12とを接続することが可能であり、よって、伝送損失が少なく効率がよい。また、制御線に接続されるスイッチが1つで電波ビームの放射方向を変化させることができるため、このマイクロストリップアンテナは基板サイズ小型化や製造の低コスト化に適している。
In the microstrip antenna configured as described above, the radio waves output from the microstrip antenna can be switched by operating the
図4は、スイッチ120、124の操作による電波ビームの放射方向の変化を表す模式図である。
図4において、楕円は放射される電波ビームを模式的に表し、横軸の角度は基板101の主面に対して垂直な方向からみた電波ビームの放射方向の角度(放射角度)を表し、プラスの角度は放射方向が図2において右側に傾いていることを表し、マイナスの角度は左側に傾いていることを表す。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a change in the radiation direction of the radio wave beam due to the operation of the
In FIG. 4, the ellipse schematically represents the radiated radio wave beam, and the angle on the horizontal axis represents the angle (radiation angle) of the radio wave radiation direction viewed from the direction perpendicular to the main surface of the
図4に表したように、両方のスイッチ120、124がオンの場合(すなわち、両方の
無給電素子104、106が接地されている場合)、電波ビームは点線で表したように、基板101の主面に対して垂直な方向に放射される。両方のスイッチ120、124がオフの場合(すなわち、両方の無給電素子104、106がフローティング状態の場合)も、電波ビームは一点鎖線で表したように、基板101の主面に対して垂直な方向に放射される。
As shown in FIG. 4, when both
一方、左側のスイッチ120がオンで右側のスイッチ124がオフの場合(すなわち、左側の無給電素子104だけが接地されている場合)は、電波ビームは破線で表したように、左側(条件によっては右側)に傾いた方向に放射される。また、左側のスイッチ120がオフで右側のスイッチ124がオンの場合(すなわち、右側の無給電素子106だけが接地されている場合)は、電波ビームはもうひとつの破線で表したように、右側(条件によっては左側)に傾いた方向に放射される。
このように、接地される無給電素子104、106を選択することにより、電波ビームの放射方向を変えることができる。
On the other hand, when the
Thus, the radiation direction of the radio wave beam can be changed by selecting the
図5は、第1実施形態の高周波センサ装置において実行される動作を表すフローチャートである。
また、図6は、このフローチャートに対応した各部の動作のタイミングなどを表すグラフ図である。
また、図7及び図8は、高周波センサ装置の動作を説明するための模式図である。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation executed in the high-frequency sensor device of the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing the operation timing of each part corresponding to this flowchart.
7 and 8 are schematic diagrams for explaining the operation of the high-frequency sensor device.
本実施形態においては、図5に表したように、高周波センサ装置は、スキャンモードとテストモードとを実行可能とされている。スキャンモードは、例えば、図7(a)〜(c)に表したように、アンテナ100から放射する電波ビームの方向を自動的に順次切り替えて走査(スキャン)させるモードである。図7(a)〜(c)に表した具体例の場合、電波ビームD3→D1→D3→D1・・の順に交互に切り替えてスキャンしている。この時、図6に表したように、スイッチ1(SW1)及びスイッチ2(SW2)(図4参照)が順次オン・オフされる。なお、この際のスキャンの速度は、人の動きを検知するために適した速度であることが望ましく、例えば、それぞれの周期d1、d2を10〜50ミリ秒程度とすることができる。
なお、高周波センサ装置の電源を投入した時に、スキャンモードが自動的に開始されるようにしてもよく、または、テストモードが自動的に開始されるようにしてもよい。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 5, the high-frequency sensor device can execute a scan mode and a test mode. The scan mode is a mode in which, for example, as shown in FIGS. 7A to 7C, the direction of the radio wave beam radiated from the
The scan mode may be automatically started when the high-frequency sensor device is turned on, or the test mode may be automatically started.
スキャンモードが実行されている時(ステップS102)に、制御判断回路26が開始トリガPS(図6参照)を入力すると(ステップS104:yes)、テストモードが開始される(ステップS106)。開始トリガPSは、例えば、高周波センサ装置を現場に取り付ける施工業者がトリガ入力部32に設けられたスイッチを操作することにより入力することができる。ただし、開始トリガPSの出力はスイッチ操作には限られず、トリガ入力部32に対して有線または無線により所定の信号を送信して実行させてもよい。これは、トリガ入力部32に対するその後のトリガについても同様である。
If the
テストモードが開始されると(ステップS106)、電波のスキャンは停止され、図6に表したようにスイッチ1(SW1)及びスイッチ2(SW2)(図4参照)はオフとされる。 When the test mode is started (step S106), radio wave scanning is stopped, and the switch 1 (SW1) and the switch 2 (SW2) (see FIG. 4) are turned off as shown in FIG.
そして、施工業者などの操作により次のトリガP1が入力される(ステップS108:yes)と、スイッチ1(SW1)がオンとなり、電波ビームはスキャンする方向のうちの第1の方向に固定される(ステップS110)。例えば、図8(a)に表したように、D1の方向に固定される。この状態で、施工業者900は、アンテナ100の前に進み、高周波センサ装置の検知範囲を確認することができる。つまり、電波がどの方向に放射され、どの範囲において検知可能であるかを調べることができる。例えば、検知した場合に高周波センサ装置から光や音などを発するようにしておけば、施工業者は、検知の有無を簡単に判定できる。または、高周波センサ装置により制御される機器(例えば、自動ドアなど)が動作するか否かにより判定してもよい。このようにして第1の方向における検知範囲を確認したら、施工業者900は必要に応じて、電波の方向や強度などの調整をすることも可能である。
When the next trigger P1 is input by an operation of a contractor or the like (step S108: yes), the switch 1 (SW1) is turned on, and the radio wave beam is fixed in the first direction among the scanning directions. (Step S110). For example, as shown in FIG. 8A, the direction is fixed in the direction D1. In this state, the
そして、施工業者900は、トリガ入力部32を介して次のトリガP2を入力する(ステップS112:yes)。すると、電波ビームはスキャンする方向のうちの第2の方向に固定される(ステップS114)。例えば、図8(b)に表したように、D1の方向に固定される。この状態で、施工業者900は、図8(c)に表したようにアンテナ100の前に進み、高周波センサ装置の検知範囲を確認することができる。そして、第2の方向における検知範囲を確認したら、施工業者900は必要に応じて、電波の方向や強度などの調整をすることも可能である。
Then, the
このように、施工業者900は、トリガ入力部32を介してトリガを順次入力させることにより、電波ビームをスキャンする方向のそれぞれに順次固定させ、その検知範囲をしらべることができる(ステップS202、S204)。
Thus, the
電波ビームはスキャンする方向のすべてについて調べた後にトリガPEを入力させる(ステップS206:yes)と、テストモードは終了し、スキャンモードが開始される(ステップS102)。 When the radio wave beam is examined in all scanning directions and the trigger PE is input (step S206: yes), the test mode is terminated and the scan mode is started (step S102).
以上説明したように、本実施形態によれば、スキャンモードとテストモードとを切替可能とし、テストモードにおいては、施工業者などの操作によるトリガの入力に応じて電波ビームの方向を順次固定させ、それぞれの方向における検知範囲を確認するとができる。電波ビームを固定させた状態においては、次のトリガを入力するまで電波ビームをそのままの方向に維持できるので、施工業者などは、電波ビームの検知範囲を綿密に調べることもでき、十分に正確な検知・点検・調整が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to switch between the scan mode and the test mode, and in the test mode, the direction of the radio wave beam is sequentially fixed according to the input of the trigger by the operation of a contractor or the like, It is possible to confirm the detection range in each direction. When the radio wave beam is fixed, the radio wave beam can be maintained in the same direction until the next trigger is input, so that the contractor can closely check the detection range of the radio wave beam, which is sufficiently accurate. Detection, inspection and adjustment are possible.
また、本実施形態においては、スキャンモードにおける切替の順番と同一の順番で、テストモードにおいて電波を固定することができる。このようにすれば、電波をスキャンする方向(順番)まで確認することができる。またさらに、本実施形態においては、スキャンモードにおいて最初に電波ビームが放射される方向と、テストモードにおいて最初に電波ビームが放射される方向と、を同一にすることができる。例えば、図7に表した具体例において、スキャンモードにおいて最初に電波ビームが放射される方向がD3の場合に、テストモードにおいて最初に電波ビームが放射される方向もD3とする。このようにすれば、施工業者や作業者は、電波ビームが最初にどの方向に放射されるかも確認できる。 In the present embodiment, radio waves can be fixed in the test mode in the same order as the switching order in the scan mode. In this way, it is possible to confirm the radio wave scanning direction (order). Furthermore, in the present embodiment, the direction in which the radio wave beam is first emitted in the scan mode can be made the same as the direction in which the radio wave beam is first emitted in the test mode. For example, in the specific example shown in FIG. 7, when the direction in which the radio beam is first emitted in the scan mode is D3, the direction in which the radio beam is first emitted in the test mode is also D3. In this way, the contractor and the operator can confirm in which direction the radio beam is first emitted.
図9は、電波ビームを3方向に放射可能とした具体例を表す模式図である。
例えば、図2及び図3に関して前述したアンテナ100において、図4に関して前述したように、スイッチ120とスイッチ124のいずれかをオンにしてメインビームを左右に傾けた状態と、スイッチ120、124をいずれもオフまたはオンにしてメインビームを基板101の主面に対して垂直な方向に放射させる状態と、を順次繰り返すことができる。そして、スキャンモードにおいて、これら3つの状態を図9に表したように、d1→d2→d3→d1→d2・・・と順次切り替えることができる。
このような場合、テストモードにおいても、トリガを入力する毎に、電波ビームをd1→d2→d3と順次固定することができる。こうすると、スキャンモードにおける電波のスキャンの方向(順番)まで確認することができる。そして、例えばこのスキャンの方向(順番)とは異なる方向となるように、高周波センサ装置の設定を変更することも可能となる。つまり、製造現場または施工現場において、スキャン方向を点検し、その使用態様に応じた最適なスキャン方向(順番)に変更することも容易となる。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a specific example in which a radio wave beam can be emitted in three directions.
For example, in the
In such a case, even in the test mode, the radio wave beam can be sequentially fixed in the order of d1 → d2 → d3 each time a trigger is input. In this way, it is possible to confirm the radio wave scanning direction (order) in the scan mode. For example, the setting of the high-frequency sensor device can be changed so that the direction is different from the direction (order) of the scan. That is, it becomes easy to check the scanning direction at the manufacturing site or the construction site, and to change the scanning direction (order) to the optimum one according to the use mode.
次に、本実施形態の高周波センサ装置において4方向にスキャン可能とした場合について説明する。
図10は、本実施形態の高周波センサ装置において用いることができるアンテナ100の模式平面図である。
また、図11は、このアンテナ100においてスイッチ操作により電波ビームの方向が変化することを表した模式図である。
Next, a case where scanning is possible in four directions in the high-frequency sensor device of this embodiment will be described.
FIG. 10 is a schematic plan view of an
FIG. 11 is a schematic diagram showing that the direction of the radio wave beam is changed by a switch operation in the
このアンテナ100は、給電素子102の上下左右に無給電素子130、132、104、106が配置された形態を有する。これら無給電素子は、制御線110、112、134、136を介して接続されたスイッチSW1〜SW4により、それぞれ接地状態とフローティング状態のいずれかにすることができる。無給電素子104、106、130、132のいずれか1つのみを選択的に接地状態とすることにより、メインビームの放射方向を上下左右に傾斜させることができる。また、無給電素子104、106、130、132は給電素子102により励起され、同一方向に励振されるため、左右の無給電素子104、106のうちのいずれかと上下の無給電素子130、132のいずれかをそれぞれ接地することにより、メインビームの方向を平面視で45度程度の方向に傾斜させることもできる。このように接地される無給電素子104、106、130、132を選択することにより、メインビームの方向を45度間隔で変えることもできる。
The
このようなアンテナ100を用いて、例えば異なる4方向に向けてそれぞれd1→d2→d3→d4→d1・・・として繰り返しスキャンすることができる。ここで、期間d1はSW1〜SW4のうちでSW2のみがオンで他はオフ、期間d2はSW1〜SW4のうちでSW4のみがオフで他はオン、期間d3はSW1〜SW4のうちでSW2のみがオフで他はオン、期間d4はSW1〜SW4のうちでSW4のみがオンで他はオフとすることができる。
このような場合にも、テストモードにおいて、トリガを入力する毎に、電波ビームをd1→d2→d3→d4と順次固定することができる。こうすると、やはりスキャンモードにおける電波のスキャンの方向(順番)まで確認することができる。そして、例えばこのスキャンの方向(順番)とは異なる方向となるように、高周波センサ装置の設定を変更することも可能となる。つまり、製造現場または施工現場において、スキャン方向を点検し、その使用態様に応じた最適なスキャン方向(順番)に変更することも容易となる。
Using such an
Even in such a case, the radio wave beam can be sequentially fixed in the order of d1 → d2 → d3 → d4 every time a trigger is input in the test mode. In this way, it is possible to confirm the radio wave scanning direction (order) in the scan mode. For example, the setting of the high-frequency sensor device can be changed so that the direction is different from the direction (order) of the scan. That is, it becomes easy to check the scanning direction at the manufacturing site or the construction site, and to change the scanning direction (order) to the optimum one according to the use mode.
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図12は、本発明の第2の実施の形態において実行される動作を例示するグラフ図である。
本実施形態においては、テストモードにおいて、スキャンモードよりも遅い速度で電波ビームの方向を自動的に切り替える。すなわち、スキャンモードが実行されている時に、開始トリガPSが入力されると、テストモードが開始される。そして、スイッチSW1、SW2は、それぞれ時間TT1、TT2ずつ順次オンにされる。ここで、時間TT1、TT2は、スキャンモードにおいてそれぞれのスイッチがオンにされる時間TS1、TS2よりも長い。例えば、スキャンモードにおけるそれぞれの周期TS1、TS2は、前述したように10〜50ミリ秒程度とすることができる。一方、テストモードにおける周期TT1、TT2は、例えば、200ミリ秒以上とすることができる。周期TT1、TT2を200ミリ秒以上とすれば、施工業者や作業者は、電波ビームがどの方向に放射されているかを確認することができる。また、テストモードにおいて電波ビームの方向をトリガの入力によらずに自動的に切り替えても、電波ビームがどの方向にどの順番で放射されているのかを確認することができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 is a graph illustrating operations executed in the second embodiment of this invention.
In the present embodiment, in the test mode, the direction of the radio wave beam is automatically switched at a slower speed than in the scan mode. That is, when the start trigger PS is input while the scan mode is being executed, the test mode is started. Then, switches SW1, SW2 are respectively sequentially turned on one by time T T1, T T2. Here, the times T T1 and T T2 are longer than the times T S1 and T S2 when the respective switches are turned on in the scan mode. For example, the periods T S1 and T S2 in the scan mode can be set to about 10 to 50 milliseconds as described above. On the other hand, the periods T T1 and T T2 in the test mode can be set to, for example, 200 milliseconds or more. If the periods T T1 and T T2 are set to 200 milliseconds or more, a contractor or an operator can confirm in which direction the radio beam is radiated. Even in the test mode, the direction of the radio wave beam can be confirmed in which direction and in what order even if the direction of the radio wave beam is automatically switched without input of a trigger.
このようにしてテストモードにおいて、電波ビームをスキャンモードの時よりも長い周期で自動的に順次切り替え、終了トリガPEが入力されたら、テストモードを終了してスキャンモードを開始する。なお、本実施形態においても、テストモードにおいて、スキャンモードと同一の順番で電波ビームを切り替えることにより、施工業者や作業者は、電波ビームの順番まで確認することができる。また、スキャンモードにおいて最初に電波ビームが放射される方向と、テストモードにおいて最初に電波ビームが放射される方向と、を同一とすることができる。また、テストモードの実行中は、終了トリガPEが入力されるまでの間、所定の順番で自動的な切り替えを繰り返すことができる。このようにすれば、施工業者や作業者は納得するまで何度でも電波ビームの方向や順番を確認することができる。 In this way, in the test mode, the radio wave beam is automatically switched sequentially in a cycle longer than that in the scan mode, and when the end trigger PE is input, the test mode is ended and the scan mode is started. Also in the present embodiment, in the test mode, by switching the radio wave beams in the same order as in the scan mode, the contractor and the operator can check the radio beam order. In addition, the direction in which the radio wave beam is first emitted in the scan mode and the direction in which the radio wave beam is first emitted in the test mode can be made the same. Further, during execution of the test mode, automatic switching can be repeated in a predetermined order until the end trigger PE is input. In this way, the contractor and the operator can confirm the direction and the order of the radio wave beam as many times as they are satisfied.
なお、図12には2方向に順次切り替える場合を例示したが、本実施形態はこの具体例には限定されず、図9に関して前述したように3方向に切り替える場合や、図10及び図11に関して前述したように4方向に順次切り替える場合、あるいは、それ以上の方向に電波ビームを切り替える場合も包含する。 12 illustrates the case of switching sequentially in two directions, but the present embodiment is not limited to this specific example, and the case of switching in three directions as described above with reference to FIG. As described above, the case of switching sequentially in four directions, or the case of switching radio wave beams in further directions is also included.
以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。
しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。高周波センサ装置を構成するアンテナ、高周波スイッチ、発振回路、検波回路、制御部などの形状、サイズ、配置などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。また、前述した各具体例のふたつまたはそれ以上を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の範囲に包含される。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings.
However, the present invention is not limited to these embodiments. Even if a person skilled in the art changes the design regarding the shape, size, arrangement, etc. of the antenna, high frequency switch, oscillation circuit, detection circuit, control unit, etc. constituting the high frequency sensor device, the present invention is not required. It is included in the scope of the invention. Further, a combination of two or more of the specific examples described above within a technically possible range is also included in the scope of the present invention.
10 高周波部、 12 高周波回路、 14 発振回路、 16 検波回路、 20 制御部、 22 増幅器、 24 比較器、 26 制御判断回路、 30 負荷制御回路、32 トリガ入力部、100 アンテナ、101 基板、102 アンテナ素子(給電素子)、104、106 アンテナ素子(無給電素子)、108 給電線、110 制御線、115 接地線、116 アース電極、118 接地線、120、124 スイッチ、130、132 無給電素子、900 被検知体、SW1〜SW4 スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記送信波を複数の方向に放射可能とし、前記送信波の物体による反射波を受信波として受信するアンテナと、
前記受信波を検知する検波回路と、
前記検波回路から出力される信号に含まれるドップラー信号に基づいて被検知体の検知の有無を判定する制御判断回路と、
前記制御判断回路にトリガを入力するトリガ入力部と、
を備え、
前記制御判断回路は、
前記アンテナから放射される電波の方向を自動的に前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるスキャンモードと、
前記アンテナから放射される電波の方向を前記トリガの入力に応じて前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるテストモードと、
を実行可能であることを特徴とする高周波センサ装置。 An oscillation circuit for generating a transmission wave;
An antenna for enabling the transmission wave to be radiated in a plurality of directions and receiving a reflection wave from the object of the transmission wave as a reception wave;
A detection circuit for detecting the received wave;
A control determination circuit for determining the presence or absence of detection of a detection object based on a Doppler signal included in a signal output from the detection circuit;
A trigger input unit for inputting a trigger to the control determination circuit;
With
The control determination circuit includes:
A scan mode in which the direction of radio waves radiated from the antenna is automatically and sequentially switched to one of the plurality of directions;
A test mode for sequentially switching the direction of the radio wave radiated from the antenna to any one of the plurality of directions according to the input of the trigger;
A high-frequency sensor device characterized in that
前記送信波を複数の方向に放射可能とし、前記送信波の物体による反射波を受信波として受信するアンテナと、
前記受信波を検知する検波回路と、
前記検波回路から出力される信号に含まれるドップラー信号に基づいて被検知体の検知の有無を判定する制御判断回路と、
前記制御判断回路にトリガを入力するトリガ入力回路と、
を備え、
前記制御判断回路は、
前記アンテナから放射される電波の方向を自動的に前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるスキャンモードと、
前記アンテナから放射される電波の方向を前記スキャンモードよりも遅い速度で前記複数の方向のいずれかに順次切り替えるテストモードと、
を実行可能であることを特徴とする高周波センサ装置。 An oscillation circuit for generating a transmission wave;
An antenna for enabling the transmission wave to be radiated in a plurality of directions, and receiving a reflected wave from the object of the transmission wave as a reception wave;
A detection circuit for detecting the received wave;
A control determination circuit for determining the presence or absence of detection of a detection object based on a Doppler signal included in a signal output from the detection circuit;
A trigger input circuit for inputting a trigger to the control determination circuit;
With
The control determination circuit includes:
A scan mode in which the direction of radio waves radiated from the antenna is automatically and sequentially switched to one of the plurality of directions;
A test mode for sequentially switching the direction of radio waves radiated from the antenna to any one of the plurality of directions at a speed slower than the scan mode;
A high-frequency sensor device characterized in that
The control determination circuit ends the test mode and starts the scan mode when the trigger is input after switching the radio wave direction to all of the plurality of directions in the test mode. The high frequency sensor apparatus as described in any one of Claims 1-4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007013019A JP2008180552A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | High frequency sensor device |
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