JP2020183872A - Detector, radio wave sensor, and moving body - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、一般に検出装置、電波センサ及び移動体に関し、より詳細には、アンテナを用いて電波を送信及び受信する高周波回路を備える検出装置、検出装置を備える電波センサ、及び、電波センサを備える移動体に関する。 The present disclosure generally relates to a detection device, a radio wave sensor and a moving body, and more specifically, includes a detection device including a high frequency circuit for transmitting and receiving radio waves using an antenna, a radio wave sensor including the detection device, and a radio wave sensor. Regarding moving objects.
従来、電波を用いて対象物を検出する検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a detection device that detects an object using radio waves is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献１に記載されたシステムは、検知手段と、制御手段とを備える。検知手段は、電波を送信し、電波の反射電波を受信する。制御手段は、受信した反射波に基づいて車輛内のシートの人体の有無を判定する。
The system described in
しかしながら、特許文献１に記載された検知システムのような従来の検出装置では、電波を受信する高周波回路から出力される受信信号に雑音が重畳されているという問題があった。
However, a conventional detection device such as the detection system described in
本開示は上記の点に鑑みてなされており、本開示の目的は、高周波回路から出力される受信信号の低雑音化を図ることができる検出装置、電波センサ及び移動体を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of the above points, and an object of the present disclosure is to provide a detection device, a radio wave sensor, and a mobile body capable of reducing noise of a received signal output from a high frequency circuit. ..
本開示の一態様に係る検出装置は、高周波回路と、信号増幅回路とを備える。前記高周波回路は、アンテナを用いて電波を送信及び受信する。前記信号増幅回路は、前記高周波回路から出力される受信信号を増幅する信号用増幅器を含む。前記信号増幅回路は、スイッチと、コンデンサとを更に含む。前記スイッチは、前記高周波回路の出力端と前記信号用増幅器との間の接続を開閉する。前記コンデンサは、前記スイッチと前記信号用増幅器との間のノードにシャント接続されている。 The detection device according to one aspect of the present disclosure includes a high frequency circuit and a signal amplification circuit. The high frequency circuit transmits and receives radio waves using an antenna. The signal amplifier circuit includes a signal amplifier that amplifies a received signal output from the high frequency circuit. The signal amplification circuit further includes a switch and a capacitor. The switch opens and closes the connection between the output end of the high frequency circuit and the signal amplifier. The capacitor is shunted to a node between the switch and the signal amplifier.
本開示の一態様に係る電波センサは、前記検出装置と、前記アンテナとを備える。 The radio wave sensor according to one aspect of the present disclosure includes the detection device and the antenna.
本開示の一態様に係る移動体は、前記電波センサと、本体とを備える。前記本体には、前記電波センサが配置されている。 The moving body according to one aspect of the present disclosure includes the radio wave sensor and a main body. The radio wave sensor is arranged in the main body.
本発明の上記態様に係る検出装置、電波センサ及び移動体によれば、高周波回路から出力される受信信号の低雑音化を図ることができる。 According to the detection device, the radio wave sensor, and the moving body according to the above aspect of the present invention, it is possible to reduce the noise of the received signal output from the high frequency circuit.
以下、実施形態１，２に係る検出装置及び電波センサ及び実施形態３に係る移動体について、図面を参照して説明する。下記の実施形態等において参照する図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比は、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。 Hereinafter, the detection device and the radio wave sensor according to the first and second embodiments and the moving body according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. The figures referred to in the following embodiments and the like are schematic views, and the ratios of the sizes and thicknesses of the respective components in the drawings do not necessarily reflect the actual dimensional ratios.
（実施形態１）
（１）検出装置
実施形態１に係る検出装置の構成について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 1)
(1) Detection Device The configuration of the detection device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
実施形態１に係る検出装置１は、図１に示すように、高周波回路２と、制御増幅回路３と、信号増幅回路４と、電源５と、制御回路６とを備える。
As shown in FIG. 1, the
（２）検出装置の各構成要素
以下、実施形態１に係る検出装置１の各構成要素について、図面を参照して説明する。
(2) Each Component of the Detection Device Hereinafter, each component of the
（２．１）高周波回路
図１に示す高周波回路２は、アンテナ８を用いて電波を送信及び受信する。より詳細には、高周波回路２は、アンテナ８から電波を送信する送信機能と、アンテナ８から電波を受信する送信機能とを有する。高周波回路２は、制御回路６の指示に従って、電波を送信したり、電波を受信したりする。また、高周波回路２は、現在の高周波の周波数の情報を制御回路６へ出力する。
(2.1) High Frequency Circuit The
（２．２）制御増幅回路
制御増幅回路３は、図２に示すように、複数（図示例では２つ）の２次型低域通過フィルタ３１，３２と、複数（図示例では２つ）のＲＣ回路３３，３４とを有する。制御増幅回路３は、高周波回路２の周波数制御を行うために設けられており、高周波回路２への制御信号を増幅する。
(2.2) Control Amplifier Circuit As shown in FIG. 2, the
２次型低域通過フィルタ３１は、例えば２次Ｓａｌｌｅｎ−Ｋｅｙフィルタであり、オペアンプＯＰ１（制御用増幅器）と、２つの抵抗Ｒ１１，Ｒ２１と、２つのコンデンサＣ１１，Ｃ２１とを含む。抵抗Ｒ１１は、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子に接続されている。抵抗Ｒ２１は、抵抗Ｒ１１に直列に接続されている。コンデンサＣ１１は、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ２１との間のノードＮ１１とオペアンプＯＰ１の出力端子との間に接続されている。コンデンサＣ２１は、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子と抵抗Ｒ１１との間のノードＮ２１に接続されている。オペアンプＯＰ１の反転入力端子は、オペアンプＯＰ１の出力端子とコンデンサＣ１１との間のノードＮ３１に接続されている。
The secondary type low-
２次型低域通過フィルタ３２は、例えば２次Ｓａｌｌｅｎ−Ｋｅｙフィルタであり、オペアンプＯＰ２（制御用増幅器）と、２つの抵抗Ｒ１２，Ｒ２２と、２つのコンデンサＣ１２，Ｃ２２とを含む。抵抗Ｒ１２は、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に接続されている。抵抗Ｒ２２は、抵抗Ｒ１２に直列に接続されている。コンデンサＣ１２は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ２２との間のノードＮ１２とオペアンプＯＰ２の出力端子との間に接続されている。コンデンサＣ２２は、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子と抵抗Ｒ１２との間のノードＮ２２に接続されている。つまり、コンデンサＣ２２は、オペアンプＯＰ２の反転入力端子とグランドとの間に設けられている。オペアンプＯＰ２の反転入力端子は、オペアンプＯＰ２の出力端子とコンデンサＣ１２との間のノードＮ３２に接続されている。
The secondary type low-
ＲＣ回路３３は、オペアンプＯＰ１の出力端子と高周波回路２（図１参照）との間に接続されている抵抗Ｒ３１と、抵抗Ｒ３１と高周波回路２との間のノードＮ４１とグランドとの間に接続されているコンデンサＣ３１とを有する。
The RC circuit 33 is connected between the resistor R31 connected between the output terminal of the operational amplifier OP1 and the high frequency circuit 2 (see FIG. 1), the node N41 between the resistor R31 and the
ＲＣ回路３４は、オペアンプＯＰ２の出力端子と高周波回路２（図１参照）との間に接続されている抵抗Ｒ３２と、抵抗Ｒ３２と高周波回路２との間のノードＮ４２とグランドとの間に接続されているコンデンサＣ３２とを有する。
The
オペアンプＯＰ１〜ＯＰ４は、増幅方式の低域通過フィルタである。実施形態１では、低域通過フィルタは、非反転増幅方式の低域通過フィルタである。 The operational amplifiers OP1 to OP4 are amplification type low-pass filters. In the first embodiment, the low-pass filter is a non-inverting amplification type low-pass filter.
ところで、２次型低域通過フィルタ３１は、プリチャージを行う機能を有する。つまり、２次型低域通過フィルタ３１は、プリチャージ機能を有するプリチャージ回路を構成する。２次型低域通過フィルタ３１は、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子とノードＮ２１との間に供給点Ｐ１１を有する。コンデンサＣ２１は、オペアンプＯＰ１の反転入力端子とグランドとの間に設けられている。抵抗Ｒ１１は、オペアンプＯＰ１の反転入力端子とコンデンサＣ２１との間において、電流が供給される供給点Ｐ１１を挟んでコンデンサＣ２１の反対側に設けられている。
By the way, the secondary type low-
オペアンプＯＰ１の入力インピーダンスが高いため、抵抗Ｒ１１の抵抗値を高くしておけば、電源５（図１参照）から供給点Ｐ１１を介して流れる電流により、コンデンサＣ２１は充電される。 Since the input impedance of the operational amplifier OP1 is high, if the resistance value of the resistor R11 is set high, the capacitor C21 is charged by the current flowing from the power supply 5 (see FIG. 1) through the supply point P11.
２次型低域通過フィルタ３２は、２次型低域通過フィルタ３１と同様、プリチャージ機能を有する。つまり、２次型低域通過フィルタ３２は、プリチャージ機能を有するプリチャージ回路を構成する。２次型低域通過フィルタ３２は、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子とノードＮ２２との間に供給点Ｐ１２を有する。オペアンプＯＰ２の入力インピーダンスが高いため、抵抗Ｒ１２の抵抗値を高くしておけば、電源５から供給点Ｐ１２を介して流れる電流により、コンデンサＣ２２は充電される。
The secondary type low-
上記より、制御増幅回路３は、プリチャージ機能を有する制御増幅用プリチャージ回路を含む。コンデンサＣ２１，Ｃ２２は、制御増幅用プリチャージ回路を構成する制御増幅用コンデンサに相当し、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は、制御増幅用プリチャージ回路を構成する制御増幅用抵抗に相当する。
From the above, the
（２．３）信号増幅回路
信号増幅回路４は、図３に示すように、複数（図示例では４つ）の帯域通過フィルタ４０１〜４０４と、複数（図示例では２つ）のＲＣ回路４１，４２と、複数（図示例では２つ）のスイッチ４３，４４と、複数（図示例では２つ）のコンデンサＣ４１，Ｃ４２とを有する。信号増幅回路４は、高周波回路２から出力される受信信号を増幅する。
(2.3) Signal Amplifier Circuit As shown in FIG. 3, the
帯域通過フィルタ４０１は、オペアンプＯＰ３（信号用増幅器）と、抵抗Ｒ４１，Ｒ５１，Ｒ６１，Ｒ７１と、コンデンサＣ５１，Ｃ６１，Ｃ７１とを含む。抵抗Ｒ４１は、オペアンプＯＰ３の反転入力端子とオペアンプＯＰ３の出力端子との間に接続されている。コンデンサＣ５１は、抵抗Ｒ４１と並列に接続されている。抵抗Ｒ５１は、オペアンプＯＰ３の反転入力端子及び抵抗Ｒ４１に接続されている。コンデンサＣ６１は、抵抗Ｒ５１とグランドとの間に接続されている。コンデンサＣ７１は、コンデンサＣ６１に並列に接続されている。抵抗Ｒ６１は、オペアンプＯＰ３の非反転入力端子に接続されている。抵抗Ｒ７１は、オペアンプＯＰ３の非反転入力端子と抵抗Ｒ６１との間のノードＮ５１とグランドとの間に接続されている。
The
帯域通過フィルタ４０２は、オペアンプＯＰ４（信号用増幅器）と、抵抗Ｒ４２，Ｒ５２と、コンデンサＣ５２，Ｃ６２，Ｃ７２とを含む。オペアンプＯＰ４は、オペアンプＯＰ３の出力端子に接続されている非反転入力端子を有する。抵抗Ｒ４２は、オペアンプＯＰ４の反転入力端子とオペアンプＯＰ４の出力端子との間に接続されている。コンデンサＣ５２は、抵抗Ｒ４２と並列に接続されている。抵抗Ｒ５２は、オペアンプＯＰ４の反転入力端子及び抵抗Ｒ４２に接続されている。コンデンサＣ６２は、抵抗Ｒ５２とグランドとの間に接続されている。コンデンサＣ７２は、コンデンサＣ６２に並列に接続されている。
The
帯域通過フィルタ４０３は、オペアンプＯＰ５（信号用増幅器）と、抵抗Ｒ４３，Ｒ５３，Ｒ６３，Ｒ７３と、コンデンサＣ５３，Ｃ６３，Ｃ７３とを含む。抵抗Ｒ４３は、オペアンプＯＰ５の反転入力端子とオペアンプＯＰ５の出力端子との間に接続されている。コンデンサＣ５３は、抵抗Ｒ４３と並列に接続されている。抵抗Ｒ５３は、オペアンプＯＰ５の反転入力端子及び抵抗Ｒ４３に接続されている。コンデンサＣ６３は、抵抗Ｒ５３とグランドとの間に接続されている。コンデンサＣ７３は、コンデンサＣ６３に並列に接続されている。抵抗Ｒ６３は、オペアンプＯＰ５の非反転入力端子に接続されている。抵抗Ｒ７３は、オペアンプＯＰ５の非反転入力端子と抵抗Ｒ６３との間のノードＮ５３とグランドとの間に接続されている。
The
帯域通過フィルタ４０４は、オペアンプＯＰ６（信号用増幅器）と、抵抗Ｒ４４と、コンデンサＣ５４と、抵抗Ｒ５４と、コンデンサＣ６４と、コンデンサＣ７４とを含む。オペアンプＯＰ６は、オペアンプＯＰ５の出力端子に接続されている非反転入力端子を有する。抵抗Ｒ４４は、オペアンプＯＰ６の反転入力端子とオペアンプＯＰ６の出力端子との間に接続されている。コンデンサＣ５４は、抵抗Ｒ４４と並列に接続されている。抵抗Ｒ５４は、オペアンプＯＰ６の反転入力端子及び抵抗Ｒ４４に接続されている。コンデンサＣ６４は、抵抗Ｒ５４とグランドとの間に接続されている。コンデンサＣ７４は、コンデンサＣ６４に並列に接続されている。
The
上記より、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６は、増幅方式の帯域通過フィルタを構成する。帯域通過フィルタは、非反転増幅方式の帯域通過フィルタである。 From the above, the operational amplifiers OP3 to OP6 form an amplification type bandpass filter. The band-passing filter is a non-inverting amplification type band-passing filter.
ＲＣ回路４１は、抵抗Ｒ８１，Ｒ９１と、コンデンサＣ８１とを有する。抵抗Ｒ８１は、オペアンプＯＰ４の出力端子に接続されている。抵抗Ｒ９１は、抵抗Ｒ８１と制御回路６（図１参照）との間に接続されている。コンデンサＣ８１は、抵抗Ｒ８１と抵抗Ｒ９１との間のノードＮ６１とグランドとの間に接続されている。
The
ＲＣ回路４２は、抵抗Ｒ８２，Ｒ９２と、コンデンサＣ８２とを有する。抵抗Ｒ８２は、オペアンプＯＰ６の出力端子に接続されている。抵抗Ｒ９２は、抵抗Ｒ８２と制御回路６（図１参照）との間に接続されている。コンデンサＣ８２は、抵抗Ｒ８２と抵抗Ｒ９２との間のノードＮ６２とグランドとの間に接続されている。
The
スイッチ４３は、高周波回路２（図１参照）と抵抗Ｒ６１との間に接続されている。言い換えると、スイッチ４３は、高周波回路２の出力端とオペアンプＯＰ３の非反転入力端子との間に接続されている。スイッチ４３は、高周波回路２の出力端とオペアンプＯＰ３との間の接続を開閉する。
The
スイッチ４４は、高周波回路２（図１参照）と抵抗Ｒ６３との間に接続されている。言い換えると、スイッチ４４は、高周波回路２の出力端とオペアンプＯＰ５の非反転入力端子との間に接続されている。スイッチ４４は、高周波回路２の出力端とオペアンプＯＰ５との間の接続を開閉する。
The
コンデンサＣ４１は、スイッチ４３とオペアンプＯＰ３の非反転入力端子との間のノードＮ７１とグランドとの間に接続されている。つまり、コンデンサＣ４１は、スイッチ４３とオペアンプＯＰ３との間のノードＮ７１にシャント接続されている。ノードＮ７１は、抵抗Ｒ６１とノードＮ５１との間に位置する。
The capacitor C41 is connected between the node N71 between the
コンデンサＣ４２は、スイッチ４４とオペアンプＯＰ５の非反転入力端子との間のノードＮ７２とグランドとの間に接続されている。つまり、コンデンサＣ４２は、スイッチ４４とオペアンプＯＰ５との間のノードＮ７２にシャント接続されている。ノードＮ７２は、抵抗Ｒ６３とノードＮ５３との間に位置する。
The capacitor C42 is connected between the node N72 between the
上述したように、信号増幅回路４がスイッチ４３，４４とコンデンサＣ４１，Ｃ４２とを含む。これにより、高周波回路２から出力される受信信号の低雑音化を図ることができる。例えば、マイクロコントローラを用いたソフトウェアによる周波数制御と、高周波回路２及び信号増幅回路４の間欠駆動との両方を行う場合において、簡単な回路構成、低消費電流化、及び低雑音化を図ることができる。
As described above, the
ところで、複数の帯域通過フィルタ４０１〜４０４の各々は、プリチャージを行う機能を有する。つまり、複数の帯域通過フィルタ４０１〜４０４の各々は、プリチャージ機能を有するプリチャージ回路を構成する。
By the way, each of the plurality of band-passing
帯域通過フィルタ４０１は、オペアンプＯＰ３の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ５１とコンデンサＣ６１，Ｃ７１との間に供給点Ｐ２１を有する。コンデンサＣ６１，Ｃ７１は、オペアンプＯＰ３の反転入力端子とグランドとの間に設けられている。抵抗Ｒ５１は、オペアンプＯＰ３の反転入力端子とコンデンサＣ６１，Ｃ７１との間において、電流が供給される供給点Ｐ２１を挟んでコンデンサＣ６１，Ｃ７１の反対側に設けられている。抵抗Ｒ５１の抵抗値を高くしておけば、電源５（図１参照）から供給点Ｐ２１を介して流れる電流により、コンデンサＣ６１，Ｃ７１は充電される。
The
帯域通過フィルタ４０２は、オペアンプＯＰ４の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ５２とコンデンサＣ６２，Ｃ７２との間に供給点Ｐ２２を有する。コンデンサＣ６２，Ｃ７２は、オペアンプＯＰ４の反転入力端子とグランドとの間に設けられている。抵抗Ｒ５２は、オペアンプＯＰ４の反転入力端子とコンデンサＣ６２，Ｃ７２との間において、電流が供給される供給点Ｐ２２を挟んでコンデンサＣ６２，Ｃ７２の反対側に設けられている。抵抗Ｒ５２の抵抗値を高くしておけば、電源５（図１参照）から供給点Ｐ２２を介して流れる電流により、コンデンサＣ６２，Ｃ７２は充電される。
The
帯域通過フィルタ４０３は、オペアンプＯＰ５の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ５３とコンデンサＣ６３，Ｃ７３との間に供給点Ｐ２３を有する。コンデンサＣ６３，Ｃ７３は、オペアンプＯＰ５の反転入力端子とグランドとの間に設けられている。抵抗Ｒ５３は、オペアンプＯＰ５の反転入力端子とコンデンサＣ６３，Ｃ７３との間において、電流が供給される供給点Ｐ２３を挟んでコンデンサＣ６３，Ｃ７３の反対側に設けられている。抵抗Ｒ５３の抵抗値を高くしておけば、電源５（図１参照）から供給点Ｐ２３を介して流れる電流により、コンデンサＣ６３，Ｃ７３は充電される。
The
帯域通過フィルタ４０４は、オペアンプＯＰ６の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ５４とコンデンサＣ６４，Ｃ７４との間に供給点Ｐ２４を有する。コンデンサＣ６４，Ｃ７４は、オペアンプＯＰ６の反転入力端子とグランドとの間に設けられている。抵抗Ｒ５４は、オペアンプＯＰ６の反転入力端子とコンデンサＣ６４，Ｃ７４との間において、電流が供給される供給点Ｐ２４を挟んでコンデンサＣ６４，Ｃ７４の反対側に設けられている。抵抗Ｒ５４の抵抗値を高くしておけば、電源５（図１参照）から供給点Ｐ２４を介して流れる電流により、コンデンサＣ６４，Ｃ７４は充電される。
The
上記より、信号増幅回路４は、プリチャージ機能を有する信号増幅用プリチャージ回路を含む。コンデンサＣ６１〜Ｃ６４，Ｃ７１〜Ｃ７４は、信号増幅用プリチャージ回路を構成する信号増幅用コンデンサに相当し、抵抗Ｒ５１〜Ｒ５４は、信号増幅用プリチャージ回路を構成する信号増幅用抵抗に相当する。
From the above, the
（２．４）電源
電源５は、図１に示すように、高周波回路２、制御増幅回路３、信号増幅回路４及び制御回路６に給電する。より詳細には、電源５は、制御増幅回路３、信号増幅回路４及び制御回路６には連続的に給電する。一方、電源５は、高周波回路２には間欠的に給電する。
(2.4) Power supply As shown in FIG. 1, the
（２．５）制御回路
制御回路６は、図１に示すように、高周波回路２、制御増幅回路３、信号増幅回路４及び電源５を制御する。具体的には、制御回路６は、信号増幅回路４のスイッチ４３，４４（図３参照）の開閉と、電源５から高周波回路２及び信号増幅回路４への給電とを、シーケンス制御する。
(2.5) Control circuit As shown in FIG. 1, the control circuit 6 controls the
制御回路６は、ソフトウェアによる周波数制御ループを形成する。言い換えると、制御回路６は、ＰＬＬではなく、ソフトウェアにより、周波数制御を行う。これにより、回路構成を簡単にすることができる。また、ＰＬＬが不要となるので、コストを低減させることができる。 The control circuit 6 forms a frequency control loop by software. In other words, the control circuit 6 controls the frequency by software, not by PLL. This makes it possible to simplify the circuit configuration. Moreover, since the PLL is not required, the cost can be reduced.
（３）動作
以下、実施形態１に係る検出装置１の動作について、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。電源５から高周波回路２への給電は、図４Ａに示すように、間欠的に行われている。図４Ｂは、図４Ａの１つのパルスの時間におけるタイムチャートを示す。
(3) Operation Hereinafter, the operation of the
図４Ｂに示すように、時刻ｔ１に電源５から高周波回路２への給電が開始すると、時刻ｔ２〜時刻ｔ３において、制御回路６は、高周波回路２を起動するための起動命令を高周波回路２に出力する。高周波回路２は、制御回路６から起動命令を受け取ると、起動する。その後、時刻ｔ４〜時刻ｔ５において、制御回路６は、電波の送信を開始するための開始命令を高周波回路２に出力する。高周波回路２は、制御回路６から開始命令を受け取ると、アンテナ８からの電波の送信を開始する。その後、時刻ｔ６〜時刻ｔ７の期間において、信号増幅回路４のスイッチ４３，４４をオン状態にする。スイッチ４３，４４がオン状態になると、高周波回路２の出力端とコンデンサＣ４１，Ｃ４２とが導通するため、高周波回路２からの受信信号のノイズが低減させることができる。その後、時刻ｔ９において、制御回路６は、電波の送信を停止するための停止命令を高周波回路２に出力する。高周波回路２は、制御回路６から停止命令を受け取ると、アンテナ８からの電波の送信を停止する。さらに、電源５から高周波回路２への給電が停止する。
As shown in FIG. 4B, when the power supply from the
次に、実施形態１に係る検出装置１におけるプリチャージについて、図５を参照して説明する。ここでは、信号増幅回路４におけるプリチャージを例に説明する。
Next, the precharge in the
時刻ｔ１１において、電源５から信号増幅回路４への給電が開始されると、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２の期間において、プリチャージ回路のパルスが立ち上がる。この時点では、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の反転入力端子の電位は０である。その後、時刻ｔ１２において、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の反転入力端子の電位が高くなる。時刻ｔ１２〜時刻ｔ１３において、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の電位が低くなっていく。時刻ｔ１３が経過すると、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の電位は徐々に高くなっていき、時刻ｔ１４において、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の反転入力端子の電位は、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の非反転入力端子の電位と同じになる。
When the power supply from the
なお、制御増幅回路３におけるプリチャージについても、信号増幅回路４におけるプリチャージと同様の動作である。
The precharge in the
（４）電波センサ
電波センサ７は、図１に示すように、検出装置１と、アンテナ８とを備える。
(4) Radio wave sensor As shown in FIG. 1, the
アンテナ８は、高周波回路２の制御に従って電波を外部に放射する機能と、高周波回路２の制御に従って外部から電波を受信する機能とを有する。
The
（５）効果
実施形態１に係る検出装置１は、高周波回路２と、信号増幅回路４とを備える。高周波回路２は、アンテナ８を用いて電波を送信及び受信する。信号増幅回路４は、高周波回路２から出力される受信信号を増幅するオペアンプＯＰ３，ＯＰ５（信号用増幅器）を含む。信号増幅回路４は、スイッチ４３，４４と、コンデンサＣ４１，Ｃ４２とを更に含む。スイッチ４３，４４は、高周波回路２の出力端とオペアンプＯＰ３，ＯＰ５との間の接続を開閉する。コンデンサＣ４１，Ｃ４２は、スイッチ４３，４４とオペアンプＯＰ３，ＯＰ５との間のノードＮ７１，Ｎ７２にシャント接続されている。
(5) Effect The
実施形態１に係る検出装置１によれば、高周波回路２から出力される受信信号の低雑音化を図ることができる。例えば、マイクロコントローラを用いたソフトウェアによる周波数制御と、高周波回路２及び信号増幅回路４の間欠駆動との両方を行う場合において、簡単な回路構成、低消費電流化、及び低雑音化を図ることができる。
According to the
実施形態１に係る検出装置１では、オペアンプＯＰ３，ＯＰ５（信号用増幅器）は、増幅方式の帯域通過フィルタを構成する。
In the
実施形態１に係る検出装置１によれば、受信信号を増幅させながら、ノイズを低減させることができる。
According to the
実施形態１に係る検出装置１では、帯域通過フィルタは、非反転増幅方式の帯域通過フィルタである。
In the
実施形態１に係る検出装置１によれば、帯域通過フィルタの入力インピーダンスが高いので、帯域通過フィルタを駆動しやすい。
According to the
実施形態１に係る検出装置１では、信号増幅回路４は、プリチャージ機能を有する信号増幅用プリチャージ回路を更に含む。
In the
実施形態１に係る検出装置１によれば、例えば電源投入時において、信号増幅回路４の応答性を良くすることができる。
According to the
実施形態１に係る検出装置１では、信号増幅用プリチャージ回路は、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６（信号用増幅器）と、コンデンサＣ６１〜Ｃ６４，Ｃ７１〜Ｃ７４（信号増幅用コンデンサ）と、抵抗Ｒ５１〜Ｒ５４（信号増幅用抵抗）とを含む。コンデンサＣ６１〜Ｃ６４は、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の反転入力端子とグランドとの間に設けられている。抵抗Ｒ５１〜Ｒ５４は、オペアンプＯＰ３〜ＯＰ６の反転入力端子とコンデンサＣ６１〜Ｃ６４との間において、電流が供給される供給点Ｐ２１〜Ｐ２４を挟んでコンデンサＣ６１〜Ｃ６４の反対側に設けられている。
In the
実施形態１に係る検出装置１によれば、簡単な回路構成でプリチャージ機能を実現することができる。
According to the
実施形態１に係る検出装置１は、制御増幅回路３を更に備える。制御増幅回路３は、高周波回路２の周波数制御を行うために設けられており、高周波回路２への制御信号を増幅するオペアンプＯＰ１，ＯＰ２（制御用増幅器）を含む。オペアンプＯＰ１，ＯＰ２は、増幅方式の低域通過フィルタを構成する。
The
実施形態１に係る検出装置１によれば、高周波回路２への制御信号を増幅させながら、ノイズを低減させることができる。
According to the
実施形態１に係る検出装置１では、低域通過フィルタは、非反転増幅方式の低域通過フィルタである。
In the
実施形態１に係る検出装置１によれば、低域通過フィルタの入力インピーダンスが高いので、低域通過フィルタを駆動しやすい。
According to the
実施形態１に係る検出装置１では、制御増幅回路３は、プリチャージ機能を有する制御増幅用プリチャージ回路を更に含む。
In the
実施形態１に係る検出装置１によれば、例えば電源投入時において、制御増幅回路３の応答性を良くすることができる。
According to the
実施形態１に係る検出装置１では、制御増幅用プリチャージ回路は、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２（制御用増幅器）と、コンデンサＣ２１，Ｃ２２（制御増幅用コンデンサ）と、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２（制御増幅用抵抗）とを含む。コンデンサＣ２１，Ｃ２２は、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２の非反転入力端子とグランドとの間に設けられている。抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２の非反転入力端子とコンデンサＣ２１，Ｃ２２との間において、電流が供給される供給点Ｐ１１，Ｐ１２を挟んで非反転入力端子の反対側に設けられている。
In the
実施形態１に係る検出装置１によれば、簡単な回路構成でプリチャージ機能を実現することができる。
According to the
実施形態１に係る検出装置１は、電源５と、制御回路６とを備える。電源５は、高周波回路２及び信号増幅回路４に給電する。制御回路６は、高周波回路２及び信号増幅回路４を制御する。制御回路６は、スイッチ４３，４４の開閉と、電源５から高周波回路２及び信号増幅回路４への給電とを、シーケンス制御する。
The
実施形態１に係る検出装置１によれば、スイッチ４３，４４の開閉と各回路への給電とを連動させることができるので、低消費電流及び低雑音を更に図ることができる。
According to the
実施形態１に係る電波センサ７は、検出装置１と、アンテナ８とを備える。
The
実施形態１に係る電波センサ７によれば、検出装置１において、高周波回路２から出力される受信信号の低雑音化を図ることができる。
According to the
（６）変形例
実施形態１では、高周波回路２から信号増幅回路４への受信信号の経路がＩ相とＱ相の２系統であるが、実施形態１の変形例として、上記経路が１系統であってもよい。信号増幅回路４から制御回路６への経路も同様である。また、制御増幅回路３から高周波回路２への制御信号の経路も１系統であってもよい。さらに、制御回路６から制御増幅回路３への経路も１系統であってもよい。
(6) Modified Example In the first embodiment, the received signal path from the
また、実施形態１の信号増幅回路４は、系統ごとに、２段の帯域通過フィルタ４０１〜４０４を有するが、実施形態１の変形例として、信号増幅回路４は、系統ごとに、１段の帯域通過フィルタのみを備えてもよい。
Further, the
（実施形態２）
実施形態２に係る検出装置１は、図６に示すような信号増幅回路４ａを備える点で、実施形態１に係る検出装置１（図３参照）と相違する。
(Embodiment 2)
The
（１）構成
実施形態２に係る検出装置１は、実施形態１の信号増幅回路４（図３参照）に代えて、図６に示すような信号増幅回路４ａを備える。なお、実施形態２に係る検出装置１は、実施形態１に係る検出装置１と同様、高周波回路２と、制御増幅回路３と、電源５と、制御回路６とを備える。実施形態２に係る検出装置１に関し、実施形態１に係る検出装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(1) Configuration The
信号増幅回路４ａは、図６に示すように、複数（図示例では４つ）の帯域通過フィルタ４５１〜４５４と、複数（図示例では２つ）のＲＣ回路４１，４２と、複数（図示例では２つ）のスイッチ４３，４４と、複数（図示例では２つ）のコンデンサＣ４１，Ｃ４２とを有する。帯域通過フィルタ４５１〜４５４は、反転増幅方式の帯域通過フィルタである。なお、実施形態２の信号増幅回路４ａに関し、実施形態１の信号増幅回路４と同様の構成及び機能については説明を省略する。
As shown in FIG. 6, the
帯域通過フィルタ４５１は、反転増幅回路４６１と、ボルテージホロア４７１と、ＲＣ回路４８１とを有する。反転増幅回路４６１は、オペアンプＯＰ１３と、オペアンプＯＰ１３の反転入力端子とオペアンプＯＰ１３の出力端子との間に接続されている抵抗Ｒ１４１と、抵抗Ｒ１４１と並列に接続されているコンデンサＣ１５１とを有する。ボルテージホロア４７１は、オペアンプＯＰ１７を有する。オペアンプＯＰ１７では、反転入力端子と出力端子とが接続されている。ＲＣ回路４８１は、オペアンプＯＰ１３の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ１１１と、抵抗Ｒ１１１とボルテージホロア４７１との間に接続されているコンデンサＣ１１１とを有する。
The
帯域通過フィルタ４５２は、反転増幅回路４６２と、ボルテージホロア４７２と、ＲＣ回路４８２とを有する。反転増幅回路４６２は、オペアンプＯＰ１４と、オペアンプＯＰ１４の反転入力端子とオペアンプＯＰ１４の出力端子との間に接続されている抵抗Ｒ１４２と、抵抗Ｒ１４２と並列に接続されているコンデンサＣ１５２とを有する。ボルテージホロア４７２は、オペアンプＯＰ１８を有する。オペアンプＯＰ１８では、反転入力端子と出力端子とが接続されている。ＲＣ回路４８２は、オペアンプＯＰ１４の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ１１２と、抵抗Ｒ１１２とボルテージホロア４７２との間に接続されているコンデンサＣ１１２とを有する。
The
帯域通過フィルタ４５３は、反転増幅回路４６３と、ボルテージホロア４７３と、ＲＣ回路４８３とを有する。反転増幅回路４６３は、オペアンプＯＰ１５と、オペアンプＯＰ１５の反転入力端子とオペアンプＯＰ１５の出力端子との間に接続されている抵抗Ｒ１４３と、抵抗Ｒ１４３と並列に接続されているコンデンサＣ１５３とを有する。ボルテージホロア４７３は、オペアンプＯＰ１９を有する。オペアンプＯＰ１９では、反転入力端子と出力端子とが接続されている。ＲＣ回路４８３は、オペアンプＯＰ１５の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ１１３と、抵抗Ｒ１１３とボルテージホロア４７３との間に接続されているコンデンサＣ１１３とを有する。
The
帯域通過フィルタ４５４は、反転増幅回路４６４と、ボルテージホロア４７４と、ＲＣ回路４８４とを有する。反転増幅回路４６４は、オペアンプＯＰ１６と、オペアンプＯＰ１６の反転入力端子とオペアンプＯＰ１６の出力端子との間に接続されている抵抗Ｒ１４４と、抵抗Ｒ１４４と並列に接続されているコンデンサＣ１５４とを有する。ボルテージホロア４７４は、オペアンプＯＰ２０を有する。オペアンプＯＰ２０では、反転入力端子と出力端子とが接続されている。ＲＣ回路４８４は、オペアンプＯＰ１６の反転入力端子に接続されている抵抗Ｒ１１４と、抵抗Ｒ１１４とボルテージホロア４７４との間に接続されているコンデンサＣ１１４とを有する。
The
（２）動作
以下、実施形態２に係る検出装置１におけるプリチャージについて、図７を参照して説明する。ここでは、信号増幅回路４ａにおけるプリチャージを例に説明する。
(2) Operation Hereinafter, the precharge in the
時刻ｔ２１において、電源５から信号増幅回路４ａへの給電が開始されると、オペアンプＯＰ１３〜ＯＰ１６の反転入力端子の電位は徐々に高くなっていく。その後、時刻ｔ２２において、オペアンプＯＰ１３〜ＯＰ１６の反転入力端子の電位は、オペアンプＯＰ１３〜ＯＰ１６の非反転入力端子の電位と同じになる。
When the power supply from the
（３）効果
実施形態２に係る検出装置１では、帯域通過フィルタは、反転増幅方式の帯域通過フィルタである。
(3) Effect In the
実施形態２に係る検出装置１によれば、電源投入時の立ち上がりの高速化を図ることができる。
According to the
実施形態２に係る検出装置１では、反転増幅方式の帯域通過フィルタは、反転増幅回路４６１〜４６４と、ボルテージホロア４７１〜４７４とを含む。ボルテージホロア４７１〜４７４では、反転増幅回路４６１〜４６４の反転入力端子に出力端子が接続されている。
In the
実施形態２に係る検出装置１によれば、簡単な回路構成で、電源投入時の立ち上がりの高速化を実現することができる。
According to the
（４）変形例
制御増幅回路３の低域通過フィルタは、反転増幅方式の低域通過フィルタであってもよい。反転増幅方式の低域通過フィルタは、反転増幅回路と、ボルテージホロアとを含む。ボルテージホロアは、反転増幅回路の反転入力端子に出力端子が接続されている。
(4) Modification Example The low-pass filter of the
実施形態２の変形例に係る検出装置１では、低域通過フィルタは、反転増幅方式の低域通過フィルタである。
In the
実施形態２の変形例に係る検出装置１によれば、電源投入時の立ち上がりの高速化を図ることができる。
According to the
実施形態２の変形例に係る検出装置１では、反転増幅方式の低域通過フィルタは、反転増幅回路と、ボルテージホロアとを含む。ボルテージホロアでは、反転増幅回路の反転入力端子に出力端子が接続されている。
In the
実施形態２に係る検出装置１によれば、簡単な回路構成で、電源投入時の立ち上がりの高速化を実現することができる。
According to the
実施形態２では、高周波回路２から信号増幅回路４ａへの受信信号の経路がＩ相とＱ相の２系統であるが、実施形態２の変形例として、上記経路が１系統であってもよい。信号増幅回路４ａから制御回路６への経路も同様である。また、制御増幅回路３から高周波回路２への制御信号の経路も１系統であってもよい。さらに、制御回路６から制御増幅回路３への経路も１系統であってもよい。
In the second embodiment, the received signal path from the
また、実施形態２の信号増幅回路４ａは、系統ごとに、２段の帯域通過フィルタ４５１〜４５４を有するが、実施形態２の変形例として、信号増幅回路４ａは、系統ごとに、１段の帯域通過フィルタのみを備えてもよい。
Further, the
（実施形態３）
実施形態３では、実施形態１に係る電波センサ７が用いられている移動体９について、図面を参照して説明する。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, the
（１）構成
移動体９は、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、例えば自動車であり、電波センサ７と、本体９１とを備える。なお、実施形態３に係る電波センサ７に関し、実施形態１に係る電波センサ７と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(1) Configuration As shown in FIGS. 8A and 8B, the moving
本体９１は、電波センサ７が配置されている内部空間９２を有する。移動体９が自動車である場合、本体９１は、車体である。本体９１には、電波センサ７が配置されている。つまり、本体９１の内部空間９２には、電波センサ７が配置されている。より詳細には、本体９１の上面のうち後部座席９３の上方に電波センサ７が配置されている。電波センサ７は、後部座席９３に座っている人９５を検知する。図８Ａの例では、電波センサ７は、チャイルドシート９４に座っている乳幼児を検知する。
The
また、図８Ａ及び図８Ｂの例では、左右方向の検知角度θ２よりも前後方向の検知角度θ１の方が小さくなるように、電波センサ７が配置されている。
Further, in the examples of FIGS. 8A and 8B, the
（２）効果
実施形態３に係る移動体９は、電波センサ７と、本体９１とを備える。本体９１には、電波センサ７が配置されている。
(2) Effect The
実施形態３に係る移動体９によれば、電波センサ７の検出装置１において、高周波回路２から出力される受信信号の低雑音化を図ることができる。
According to the
（３）変形例
実施形態３の変形例として、移動体９は、実施形態１に係る電波センサ７に代えて、実施形態２に係る電波センサ７を備えてもよい。つまり、移動体９は、実施形態１に係る検出装置１に代えて、実施形態２に係る検出装置１を備えてもよい。
(3) Modification Example As a modification of the third embodiment, the moving
上記の変形例に係る移動体９においても、実施形態３に係る移動体９と同様の効果を奏する。
The moving
以上説明した実施形態及び変形例は、本発明の様々な実施形態及び変形例の一部に過ぎない。また、実施形態及び変形例は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。 The embodiments and modifications described above are only a part of various embodiments and modifications of the present invention. Further, the embodiments and modifications can be variously changed according to the design and the like as long as the object of the present invention can be achieved.
１ 検出装置
２ 高周波回路
３ 制御増幅回路
３１，３２ ２次型低域通過フィルタ
３３，３４ ＲＣ回路
４，４ａ 信号増幅回路
４３，４４ スイッチ
５ 電源
６ 制御回路
７ 電波センサ
８ アンテナ
９ 移動体
９１ 本体
Ｃ４１，Ｃ４２ コンデンサ
1
Claims (16)
前記高周波回路から出力される受信信号を増幅する信号用増幅器を含む信号増幅回路と、を備え、
前記信号増幅回路は、
前記高周波回路の出力端と前記信号用増幅器との間の接続を開閉するスイッチと、
前記スイッチと前記信号用増幅器との間のノードにシャント接続されているコンデンサと、を更に含む、
検出装置。 A high-frequency circuit that transmits and receives radio waves using an antenna,
A signal amplifier circuit including a signal amplifier for amplifying a received signal output from the high frequency circuit is provided.
The signal amplifier circuit
A switch that opens and closes the connection between the output end of the high frequency circuit and the signal amplifier.
Further including a capacitor shunted to the node between the switch and the signal amplifier.
Detection device.
請求項１に記載の検出装置。 The signal amplifier constitutes an amplification type bandpass filter.
The detection device according to claim 1.
請求項２に記載の検出装置。 The band-passing filter is a non-inverting amplification type band-passing filter.
The detection device according to claim 2.
請求項３に記載の検出装置。 The signal amplification circuit further includes a signal amplification precharge circuit having a precharge function.
The detection device according to claim 3.
前記信号用増幅器と、
前記信号用増幅器の反転入力端子とグランドとの間に設けられている信号増幅用コンデンサと、
前記信号用増幅器の前記反転入力端子と前記信号増幅用コンデンサとの間において、電流が供給される供給点を挟んで前記信号増幅用コンデンサの反対側に設けられている信号増幅用抵抗と、を含む、
請求項４に記載の検出装置。 The signal amplification precharge circuit is
With the signal amplifier
A signal amplification capacitor provided between the inverting input terminal of the signal amplifier and ground,
A signal amplification resistor provided on the opposite side of the signal amplification capacitor with a supply point to which a current is supplied is provided between the inverting input terminal of the signal amplifier and the signal amplification capacitor. Including,
The detection device according to claim 4.
請求項２に記載の検出装置。 The band-passing filter is an inverting amplification type band-passing filter.
The detection device according to claim 2.
反転増幅回路と、
前記反転増幅回路の反転入力端子に出力端子が接続されているボルテージホロアと、を含む、
請求項６に記載の検出装置。 The bandpass filter of the inverting amplification method is
Inverted amplifier circuit and
Including a voltage holore in which an output terminal is connected to an inverting input terminal of the inverting amplifier circuit.
The detection device according to claim 6.
前記制御用増幅器は、増幅方式の低域通過フィルタを構成する、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の検出装置。 It is provided for frequency control of the high frequency circuit, and further includes a control amplifier circuit including a control amplifier that amplifies a control signal to the high frequency circuit.
The control amplifier constitutes an amplification type low-pass filter.
The detection device according to any one of claims 1 to 7.
請求項８に記載の検出装置。 The low-pass filter is a non-inverting amplification type low-pass filter.
The detection device according to claim 8.
請求項９に記載の検出装置。 The control amplification circuit further includes a control amplification precharge circuit having a precharge function.
The detection device according to claim 9.
制御用増幅器と、
前記制御用増幅器の非反転入力端子とグランドとの間に設けられている制御増幅用コンデンサと、
前記制御用増幅器の前記非反転入力端子と前記制御増幅用コンデンサとの間において、電流が供給される供給点を挟んで前記非反転入力端子の反対側に設けられている制御増幅用抵抗と、を含む、
請求項１０に記載の検出装置。 The control amplification precharge circuit is
Control amplifier and
A control amplification capacitor provided between the non-inverting input terminal of the control amplifier and ground,
A control amplification resistor provided between the non-inverting input terminal of the control amplifier and the control amplification capacitor on the opposite side of the non-inverting input terminal with a supply point to which a current is supplied is interposed. including,
The detection device according to claim 10.
請求項８に記載の検出装置。 The low-pass filter is an inverting amplification type low-pass filter.
The detection device according to claim 8.
反転増幅回路と、
前記反転増幅回路の反転入力端子に出力端子が接続されているボルテージホロアと、を含む、
請求項１２に記載の検出装置。 The low-pass filter of the inverting amplification method is
Inverted amplifier circuit and
Including a voltage holore in which an output terminal is connected to an inverting input terminal of the inverting amplifier circuit.
The detection device according to claim 12.
前記高周波回路及び前記信号増幅回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記スイッチの開閉と、前記電源から前記高周波回路及び前記信号増幅回路への給電とを、シーケンス制御する、
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の検出装置。 A power supply that supplies power to the high-frequency circuit and the signal amplifier circuit,
A control circuit for controlling the high frequency circuit and the signal amplification circuit is provided.
The control circuit sequence-controls the opening and closing of the switch and the power supply from the power supply to the high-frequency circuit and the signal amplifier circuit.
The detection device according to any one of claims 1 to 13.
前記アンテナと、を備える、
電波センサ。 The detection device according to any one of claims 1 to 14,
With the antenna
Radio sensor.
前記電波センサが配置されている本体と、を備える、
移動体。 The radio wave sensor according to claim 15,
A main body in which the radio wave sensor is arranged, and
Mobile body.
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