JP3875056B2

JP3875056B2 - Detection device and control method thereof for radio wave arrival direction detection system, and transmission device and control method thereof

Info

Publication number: JP3875056B2
Application number: JP2001309904A
Authority: JP
Inventors: 知重古樋; 孝大平; 英一田中
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp; ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp; ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: JP2003114268A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発信装置から放射された電波を、探知装置の受信ビーム方向を変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知システムのための探知装置とその制御方法、及び発信装置とその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、発信器により発生される電波が到来する方向（すなわち発信器の方向）を知る手段としては、例えば八木アンテナなどの単一指向性アンテナ（ビームアンテナ）を機械的に回転させる手法がとられてきた。この従来例では、モータなどを必要とするので、小型軽量化することが難しく、これを解決するために、例えば従来技術文献１「T. Ohira et al., "Electronically steerable passive array radiator antennas for low-cost analog adaptive beamforming," 2000 IEEE International Conference on Phased Array System & Technology pp. 101-104, Dana point, California, May 21-25, 2000」や特開２００１−２４４３１号公報において開示されているエスパアンテナ装置を用いて電子的にステアリングすることにより電波到来方向を検出するシステムが開発実用化されている。
【０００３】
このエスパアンテナ装置は、無線信号が給電される励振素子と、この励振素子から所定の間隔だけ離れて設けられ、無線信号が給電されない少なくとも１個の非励振素子と、この非励振素子に接続された可変リアクタンス素子とから成るアレーアンテナを備え、上記可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることにより、上記アレーアンテナの指向特性を変化させることができる。
【０００４】
しかしながら、上述の発信器は携帯可能に構成されて、乾電池又は二次電池により駆動され、かつ発信器が常に電波を送信するために、すぐに電池容量が無くなるという問題点があった。この発信器を、例えば、入山者に対して貸与して遭難時の人命救助又は遺体発見のために役立てる場合において、電池寿命がきわめて不十分であった。この問題点を解決するために、発信器からの電波を間欠的に発射することが考えられるが、以下に示すような別の問題点が発生していた。
【０００５】
図１１（ａ）は従来技術に係る発信器によって発生される発信パルスの信号波形を示すタイミングチャートであり、（ｂ）は図１１（ａ）の発信パルスの時間方向の拡大図であり、（ｃ）は従来技術の電波到来方向探知機における受信信号の強度値Ｓと最大強度方向検出の各周期を示すタイミングチャートである。
【０００６】
自局を中心とする互いに異なる１２個の方位角（すなわち、３０度ずつ変化させた方位角）に対して主ビーム方向を向けることができるエスパアンテナ装置を用いて電子的にステアリングすることにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知機において、例えば１２個の方位角に対する受信処理が発信パルスのパルス幅（例えば１ミリ秒）の時間内で終了するように構成されている場合に、電波到来方向探知機内のクロック信号によって決定される所定の周期（主ビーム方向を示す方向パラメータｉ＝１から１２までの時間を１周期とする。）で、最大の受信信号強度の方向を検出すると、図１１（ｃ）の例（方向パラメータｉ＝６の方向に発信器が存在する例であり、図１１（ｃ）に示すように、当該エスパアンテナ装置も主ビーム以外にサイドローブを有する。）では、周期Ｔ１１では、最大の受信信号強度の方向を検出することができるが、次の周期Ｔ１２では、最大の受信信号強度の方向を検出することができない。すなわち、最大の受信信号強度の方向を常に正確に検出することができないという問題点があった。
【０００７】
また、上述のように、上記発信器を、例えば、入山者に対して貸与して遭難時の人命救助又は遺体発見のために役立てる場合において、電池寿命がきわめて不十分であり、別の解決方法を必要としていた。
【０００８】
さらには、上記発信器を携帯型で構成した場合に、発信器から放射される電波が人体の影響を受け、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）が悪化し、また、人体による遮蔽効果が生じて、所定の設計通りに、電波を放射することができないという問題点があった。
【０００９】
本発明の第１の目的は以上の問題点を解決し、最大の受信信号強度の方向を常に正確に検出することができる、電波到来方向探知システムのための探知装置とその制御方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は以上の問題点を解決し、電波到来方向探知システムのための発信装置の電池寿命を従来技術に比較して長くすることができる発信装置とその制御方法を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の第３の目的は以上の問題点を解決し、電波到来方向探知システムのための発信装置において、人体の影響をあまり受けることなく、電波を放射することができる発信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る電波到来方向探知システムのための探知装置は、発信装置から放射された発信パルスの電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知システムのための探知装置において、
上記発信パルスのパルス幅は、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出する処理に係る時間以上に設定され、
上記発信パルスの立ち上がりを検出し、当該検出時点から探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明に係る電波到来方向探知システムのための探知装置の制御方法は、発信装置から放射された発信パルスの電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知システムのための探知装置の制御方法において、
上記発信パルスのパルス幅は、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出する処理に係る時間以上に設定され、
上記発信パルスの立ち上がりを検出し、当該検出時点から探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出するステップを含むことを特徴とする。
【００１４】
第３の発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置は、発信装置から放射された電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知システムのための発信装置において、
ユーザの身体側に設けられ、上記ユーザの体温を検出する温度検出手段と、
上記検出されたユーザの体温が所定のしきい値以下となったときに、上記発信装置から放射された電波の送信間隔を長くするように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置の制御方法は、発信装置から放射された電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知システムのための発信装置の制御方法において、
ユーザの身体側に設けられた温度検出手段を用いて、上記ユーザの体温を検出するステップと、
上記検出されたユーザの体温が所定のしきい値以下となったときに、上記発信装置から放射された電波の送信間隔を長くするように制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
第５の発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置は、発信装置から放射された電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知システムのための発信装置において、
上記発信装置の電源投入時から所定の時間を経過したときに、上記発信装置から放射された電波の送信間隔を長くするように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
第６の発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置の制御方法は、発信装置から放射された電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する電波到来方向探知システムのための発信装置の制御方法において、
上記発信装置の電源投入時から所定の時間を経過したときに、上記発信装置から放射された電波の送信間隔を長くするように制御するステップを含むことを特徴とする。
【００１８】
第７の発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置は、電波到来方向探知システムのための携帯型発信装置であって、
ユーザの身体側に設けられた高温検出部と、上記ユーザの身体とは離反した位置に設けられた低温検出部とを有し、上記高温検出部と上記低温検出部との温度差により熱起電力を発生して、上記発信装置の電源に供給する熱電変換素子を備えたことを特徴とする。
【００１９】
第８の発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置は、電波到来方向探知システムのための携帯型発信装置であって、
上記携帯型発信装置をユーザが携帯したときに、ユーザの身体から離れた筐体内の位置に、上記携帯型発信装置のアンテナを設けたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る一実施形態である電波到来方向探知システムの全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、この実施形態に係る電波到来方向探知システムは、発信装置である腕時計型発信器１と、公知のエスパアンテナ１００を用いて構成された探知装置である手持ち型電波到来方向探知機１０との組み合わせで構成され、腕時計型発信器１から放射された電波を、電波到来方向探知機１０の主ビーム方向を変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出して、ＬＥＤ表示部１３の１２個のＬＥＤ１３ａ（以下、発光ダイオードをＬＥＤという。）のうち、上記検出した電波到来方向に対応する１つのＬＥＤ１３ａを点灯することにより電波到来方向を表示することを特徴としている。この電波到来方向探知システムは、小型・長寿命なので、その発信器１を、例えば、入山者、徘徊者、幼児、迷子、ペットなどに予め持たせることができ、特に、被災地（がれき）、山岳、雪崩などにおける遭難者の発見、救難、人命救助、遺体の発見などのために提供される。
【００２２】
図１及び、図１のＡ−Ａ’線についての縦断面を示す図２から明らかなように、腕時計型発信器１の発信器筐体２は、中空の直方形状のプラスチックの筐体にてなり、当該発信器筐体２の長手方向とは直交する方向に延在するように腕時計バンド１ａが当該発信器筐体２の裏側に装着されている。従って、図１及び図２に示すように、腕時計バンド１ａをユーザの左手首７に巻回されて固定される。また、発信器回路が搭載された発信器基板３は、発信器筐体２内に収容され、複数の基板支持具３ａを用いて発信器筐体２の裏面に支持されて固定される。
【００２３】
上記発信器基板３の上面から見て右側中央部には、公知のチップ誘電体アンテナ４が装着されている。このチップ誘電体アンテナ４は、セラミックスである直方体誘電体に、それを横方向に貫通する２つの平行な正方筒形状の貫通部を形成し、かつ当該直方体誘電体に所定の電極パターンを形成することにより、例えば２．４ＧＨｚ帯のほぼ無指向性のアンテナを構成している。図１に示すように、この腕時計型発信器１がユーザの左手首７に巻回され、このチップ誘電体アンテナ４が発信器基板４の右側中央部に装着されているので、チップ誘電体アンテナ４は左手に近接して位置し、すなわち、ユーザの人体から離れて位置しているので、当該発信器１が電波をチップ誘電体アンテナ４から放射するときに、人体の影響をあまり受けることなく電波を放射することができるので、従来例に比較してＶＳＷＲを大幅に改善でき、無駄な送信電力の損失が生じない。なお、腕時計型発信器１をユーザの右手首に巻回するときは、図１の発信器１を１８０度回転させてチップ誘電体アンテナ４が右手に近接するように巻回固定することにより、人体の影響をあまり受けることなく電波を放射することができる。
【００２４】
また、発信器筐体２の中央部においてそれを貫通するように、熱電変換素子５が装着され、ここで、熱電変換素子５は例えば異種の金属又はｐ型半導体とｎ型半導体とを接合し、一方の接合部を高温検出部５ａとし、他方の接合部を低温検出部５ｂとした熱電対にてなり、それぞれを所定の高温と低温とに保持することにより、公知のゼーベック効果により温度差に応じた熱起電力が当該熱電変換素子５の両端に生じる。発信器筐体２のおもて面側に低温検出部５ｂを配置する一方、ユーザの左手首７が接触して体温を検出可能な発信器筐体２の裏面に高温検出部５ａを配置する。このように構成することにより、ユーザの体温を検出できる高温検出部５ａと、当該発信器１の外気温を検出する低温検出部５ｂとの温度差により、この温度差に応じた熱起電力が当該熱電変換素子５の両端に生じる。この熱起電力の誘起電圧は、図３に示すように、フローティング充電用ダイオード２７を介して、例えばリチウムイオン電池である二次電池２８の両端に印加されて、当該二次電池２８を充電する。この二次電池２８は、発信器１の電源装置であって、当該発信器１内の各回路２０乃至２６に供給される。従って、熱電変換素子５を備えることにより、二次電池２８を充電し又はバッテリバックアップして、当該二次電池２８の電池寿命を長くすることができ、当該発信器１の動作時間を大幅に延長させることができる。
【００２５】
なお、熱電変換素子５の高温検出部５ａは衣服などを介して体温を検出してもよく、少なくともユーザの身体側に設けられる。一方、低温検出部５ｂはユーザの身体とは離反した位置に設けられる。
【００２６】
さらに、発信器筐体２の中央部近傍において、発信器筐体２の裏面を貫通するように、温度センサ６が装着されている。温度センサ６は、図２に示すように、ユーザの左手首７に接触してその体温を検出し、その情報を、図３に示すようにコントローラ２０に出力する。温度センサ６に係る作用効果については、詳細後述する。なお、温度センサ６は衣服などを介して体温を検出してもよく、少なくともユーザの身体側に設ければよい。
【００２７】
図３は、図１の腕時計型発信器１の内部構成を示すブロック図である。図３において、コントローラ２０は発信器１の動作を制御する制御装置であって、コントローラ２０には種々のデータを外部から入力するための通信用インターフェースなどの操作部２１と、所定の種々の動作時間を計時するタイマー回路２２と、上述の温度センサ６とが接続される。コントローラ２０は、具体的には、発信パルスのパルス幅や送信間隔などを制御するために、その制御信号をスペクトル直接拡散変調器２３に出力する。次いで、スペクトル直接拡散変調器２３は、コントローラ２０からの信号（情報）を拡散符号と掛け合わせて、スペクトル直接拡散を行い、アップコンバータ２４に出力する。そして、アップコンバータ２４は、入力される拡散符号信号を所定の無線周波数にアップコンバートすることにより、無線周波数の発信パルスを発生して、所定の送信帯域幅を有する帯域通過フィルタ２５を介して電力増幅器２６に出力する。さらに、電力増幅器２６は、入力される無線周波数の発信パルスを電力増幅してチップ誘電体アンテナ４から放射する。
【００２８】
本実施形態において、発信器１から送信される発信パルスは、詳細後述する電波到来方向探知機１０における１２個の方向の信号強度を検出するための時間を少なくとも含む、例えば１ミリ秒のパルス幅を有し、その送信間隔は、操作部２１の設定により又はコントローラ２０の制御により、例えば、０．３秒、０．６秒、３秒などのいずれかに選択的に切り換え可能である。
【００２９】
図４は、図３のコントローラ２０によって実行される発信パルス送信間隔設定処理を示すフローチャートである。
【００３０】
発信器１の電源がオンされると、図４の発信パルス送信間隔設定処理が実行される。図４において、まず、ステップＳ１０１においてタイマー回路２２内のＴ０タイマーの計時値を０にリセットして計時を開始させ、ステップＳ１０２において発信パルスの送信間隔Ｔｐを０．６秒に設定して、発信パルスを０．６秒間隔で発生させるように制御する。次いで、ステップＳ１０３において温度センサ６から検出温度Ｔｄを受信し、ステップＳ１０４において検出温度Ｔｄが所定のしきい値温度Ｔｄｔｈ（例えば、体温よりも低い３０度である。）以下であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１０６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１０５に進む。さらに、ステップＳ１０５においてＴ０タイマーの計時値Ｔ０が、所定の計時しきい値Ｔ０ｔｈ（例えば、２週間）以上であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１０６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１０３に戻る。そして、ステップＳ１０６において発信パルスの送信間隔Ｔｐを３秒に設定して当該発信パルス送信間隔設定処理を終了する。
【００３１】
以上説明したように、発信器１にユーザの体温を検出する温度センサ６を設け、上述の発信パルス送信間隔設定処理では、検出した温度が設定値Ｔｄｔｈ以下になれば発信パルスの送信間隔を、例えば０．６秒から３秒に延ばしている。すなわち、体温が３０度よりも低下した場合、この発信機１を装着したユーザが死亡してしまった可能性が高いので、生存救出が困難であることが多いと判断し、この場合、遭難者の発見までに長時間を要することが多いと考えられ、発信パルスの送信間隔を延ばすことにより、電池寿命が延び、遭難者が発見される確率を大きくすることが期待される。
【００３２】
また、上述の発信パルス送信間隔設定処理では、電源投入時から一定の時間（例えば２週間）経過後は発信パルスの間隔を延ばしている。これにより、電源投入時（入山時など）から一定時間経過した後は生存救出が困難であることが多いと考えられるので、この場合、遭難者の発見までに長時間を要することが多いと考えられ、発信パルスの送信間隔を延ばすことにより、電池寿命が延び、遭難者が発見される確率を大きくすることが期待される。
【００３３】
以上２つの発信パルスの送信間隔の変更処理により特に、被災地（がれき）、山岳、雪崩などにおける遭難者の発見、救難、人命救助、遺体の発見などに大きく貢献できると考えられる。
【００３４】
次いで、図１、図５及び図６を参照して、手持ち型電波到来方向探知機１０の構成について以下に説明する。
【００３５】
図１に示すように、手持ち型電波到来方向探知機１０は、円筒形状の探知機筐体１５と、その下側の中央部に延在して設けられた、ユーザが手で持つための手持ち棒１６とから構成される。ここで、探知機筐体１５の上側底面には、アレーアンテナ装置である公知のエスパアンテナ装置１００が設けられる。エスパアンテナ装置１００においては、具体的には、探知機筐体１５の上側底面の中央部には、接地導体１１が配置され、その中央部及びその回りに以下のように、励振素子Ａ０及び非励振素子Ａ１乃至Ａ６が配置される。すなわち、図１に示すように、それぞれモノポール素子である、励振素子Ａ０と、６本の非励振素子Ａ１乃至Ａ６とがそれぞれ、各素子Ａ０乃至Ａ６の長さｌｏ，ｌｎ（ｎ＝１，２，…，６）に対して十分に大きい広さを有する導体板にてなる接地導体１１から電気的に絶縁され、かつ励振素子Ａ０を中心とする例えば半径ｒ＝λ／４の円形形状の位置に互いに同一の６０度の間隔で非励振素子Ａ１乃至Ａ６が配置されるように設けられる。また、６本の非励振素子Ａ１乃至Ａ６の外側、並びに、非励振素子Ａ１乃至Ａ６のうちの互いに隣接する２つの非励振素子の中間位置の外側であって、探知機筐体１５の上側底面の縁端周部において、互いに３０度の間隔で１２個のＬＥＤ１３ａが配置されて、ＬＥＤ表示部１３が設けられる。このＬＥＤ表示部１３は、詳細後述するように、電波到来方向探知機１０のコントローラ３５により検出された最大の受信信号強度の方向である電波到来方向を、非励振素子Ａ１乃至Ａ６に対応させて表示するためのものである。
【００３６】
図５は、エスパアンテナ装置１００の縦断面図である。図５において、励振素子Ａ０は例えば１／４波長のモノポールアンテナ素子であり、接地導体１１と電気的に絶縁されるとともに、同軸ケーブル１４を介して図６の低雑音増幅器３１に接続される。また、各非励振素子Ａ１乃至Ａ６は、可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６を介して、接地導体１１に対して高周波的に接地される。可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６の動作を説明すると、例えば励振素子Ａ０と非励振素子Ａ１乃至Ａ６の長手方向の長さが実質的に同一であるとき、例えば、可変リアクタンス素子１２−１がインダクタンス性（Ｌ性）を有するときは、可変リアクタンス素子１２−１は延長コイルとなり、非励振素子Ａ１乃至Ａ６の電気長が励振素子Ａ０に比較して長くなり、反射器として働く。一方、例えば、可変リアクタンス素子１２−１がキャパシタンス性（Ｃ性）を有するときは、可変リアクタンス素子１２−１は短縮コンデンサとなり、非励振素子Ａ１の電気長が励振素子Ａ０に比較して短くなり、導波器として働く。また、他の可変リアクタンス素子１２−２乃至１２−６に接続された非励振素子Ａ２乃至Ａ６についても同様に動作する。
【００３７】
従って、図１、図５及び図６のエスパアンテナ装置１００において、各非励振素子Ａ１乃至Ａ６に接続された可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のリアクタンス値を変化させることにより、エスパアンテナ１００の平面指向性特性を変化させることができる。本実施形態においては、３０度間隔で１２個の方向に対して主ビームを向けるための各リアクタンス値セット（６個の可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６に対する６個のリアクタンス値を１つのセットする。）が予め計算されて図６のリアクタンス値セットテーブルメモリ３６に格納され、ある１つの方向に主ビームを向けるとき、１つのリアクタンス値セットがコントローラ３５により読み出されて、リアクタンス値信号として各可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６に出力されて設定される。
【００３８】
ここで、可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６は、具体的には、例えばバラクタダイオードであり、リアクタンス値信号は、バラクタダイオードに印加すべき逆バイアス電圧である。すなわち、バラクタダイオードに印加する逆バイアス電圧を変化することにより、バラクタダイオードの接合容量を変化させ、これにより、可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６のリアクタンス値を変化させることができる。
【００３９】
図６は、図１のエスパアンテナ１００と手持ち型電波到来方向探知機１０の内部構成を示す斜視図及びブロック図である。
【００４０】
図６において、エスパアンテナ装置１００により受信された受信信号は、同軸ケーブル１４を介して低雑音増幅器（ＬＮＡ）３１に入力されて増幅され、次いで、ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）３２は増幅された信号を所定の中間周波数の信号（ＩＦ信号）に低域変換する。この低域変換されたアナログ信号は、コントローラ３５に信号強度レベルを検出するための信号として出力されるとともに、Ａ／Ｄ変換器３３に出力される。さらに、Ａ／Ｄ変換器３３は低域変換されたアナログ信号をディジタル信号にＡ／Ｄ変換し、そのディジタル信号を復調器３４に出力する。次いで、復調器３４は入力されたディジタル信号に対して、スペクトル拡散変調方式の復調処理と、例えばＢＰＳＫの復調処理を実行した後、復調後のデータ信号をコントローラ３５に出力する。本実施形態においては、発信器１から変調された発信パルスが送信されているが、これは、他の無線局からの電波と識別するために変調されており、受信側の電波到来方向探知機１０のコントローラ３５において復調後のデータ信号に基づいて、ペアとなるべき発信器１からの発信パルスであるか否かを識別する。
【００４１】
コントローラ３５には、上述のリアクタンス値セットテーブルメモリ３６と、次式で表される受信信号の強度値Ｓ（ｉ，ｊ）の平均値Ｓａｖ（ｉ）（ｉ＝１，２，…，１２）（方向パラメータｉが１２個あり、１２個の主ビームの方向に対応する各平均値（合計１２個）をオーバーライトにより格納する。）を一時的に格納するための信号平均値テーブルメモリ３７と、各種のデータを入力するための操作部３８と、タイムオーバーの時間を計時するためのタイマー回路３９とが接続される。
【００４２】
【数１】

【００４３】
コントローラ３５は、図７の電波到来方向探知処理を実行することにより、ダウンコンバータ３２及び復調器３４からの受信信号に基づいて、リアクタンス値信号を可変リアクタンス素子１２−１乃至１２−６に出力して設定しながら最大の信号強度の方向を検出することにより電波到来方向を検出してＬＥＤ表示部１３に表示する。
【００４４】
図７は、図６のコントローラ３５によって実行される電波到来方向探知処理のメインルーチンを示すフローチャートである。この電波到来方向探知処理において、ステップＳ４の最大強度方向検出及び表示処理は公知の処理であるが、従来技術の項で図１１（ｃ）を参照して説明したように問題点を有し、この問題点を解決するために、本実施形態においては、当該最大強度方向検出及び表示処理に先だって、ステップＳ３の開始時点検出処理（図８参照。）を挿入したことを特徴としている。
【００４５】
図７において、まず、ステップＳ１においてＬＥＤ表示部１３のすべてのＬＥＤ１３ａをオフし、ステップＳ２において操作部３８を用いて１つの主ビーム方向当たりのＡ／Ｄ変換サンプル数ｎ（例えば、５ないし１０）と、最小信号検出しきい値レベルＳｔｈ（雑音レベルよりも若干高いレベルであって、発信器１からの発信パルスの電波を受信したか否かを識別するためのしきい値レベルである。）とを入力して設定し、コントローラ３５内の一時メモリに格納する。次いで、ステップＳ３において図８の開始時点検出処理を実行し、ステップＳ４において、図９及び図１０の最大強度方向検出及び表示処理を実行した後、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３及びＳ４の処理を繰り返す。
【００４６】
図８は、図７のサブルーチンである開始時点検出処理（ステップＳ３）を示すフローチャートである。
【００４７】
図８において、まず、ステップＳ１１において主ビーム方向を示す方向パラメータｉを１に初期化し、ステップＳ１２においてタイマー回路３９の計時値Ｔを０にリセットした後計時を開始する。次いで、ステップＳ１３においてリアクタンス値セットテーブルメモリ３６から方向パラメータｉのリアクタンス値セットを読み出し、ステップＳ１４においてＡ／Ｄ変換サンプル数計数パラメータｊを１に初期化する。さらに、ステップＳ１５において上記読み出したリアクタンス値セットをＤ／Ａ変換して可変リアクタンス素子１２−１〜１２−６に出力することによりエスパアンテナ装置１００の主ビームの方向を方向パラメータｉの方向に向け、ステップＳ１６においてダウンコンバータ３２から出力される受信信号をＡ／Ｄ変換してその強度値Ｓ（ｉ，ｊ）をコントローラ３５内の一時メモリに格納し、ステップＳ１７においてｊ≧ｎであるか否かが判断される。ステップＳ１７でＮＯであるときは、ステップＳ１８において、Ａ／Ｄ変換サンプル数計数パラメータｊを１だけインクリメントしてステップＳ１５に戻る。一方、ステップＳ１７でＹＥＳであるときは、ステップＳ１９に進む。このステップＳ１５からステップＳ１８までのループ処理では、同一の主ビームの方向に対する、指定されたｎ個の受信信号の強度値Ｓ（ｉ，ｊ）が測定されて格納される。
【００４８】
次いで、ステップＳ１９において数１を用いて受信信号の強度値Ｓ（ｉ，ｊ）の平均値Ｓａｖ（ｉ）を計算して信号平均値テーブルメモリ３７に格納し、ステップＳ２０において信号平均値Ｓａｖ（ｉ）＞最小信号検出しきい値レベルＳｔｈであるか否かが判断され、ＹＥＳであるときは、当該開始時点検出処理を終了して元のメインルーチンに戻る。一方、ステップＳ２０でＮＯであるときは、ステップＳ２１においてタイマー回路３９の計時値Ｔ≧計時しきい値Ｔｔｈ（例えば、１０秒）であるか否かが判断され、ＹＥＳであるときは、ステップＳ２２において現在オンしているＬＥＤ１３ａをオフした後、ステップＳ２３に進む。一方、ステップＳ２１でＮＯであるときは直接にステップＳ２３に進む。ステップＳ２３においては、（ｉ＋１）ｍｏｄ１２の計算を行い、その計算値を方向パラメータｉに代入してステップＳ１３に戻る。
【００４９】
ここで、ＡｍｏｄＢの演算子「ｍｏｄ」は、公知のモジュロ演算子であって、（ｉ＋１）が１ないし１２であるときはそのままの値を返すが、１３となったときに１となる演算子である。従って、受信信号の強度値の平均値が最小信号検出しきい値レベルＳｔｈ以上となるまで、ステップＳ１３からステップＳ２３までのループ処理を実行し、受信信号の強度値の平均値が最小信号検出しきい値レベルＳｔｈ以上となったときに、発信パルスをの開始時点を検出したと判断してステップＳ４の最大強度方向検出及び表示処理に遷移する。また、ステップＳ２１及びＳ２２の処理は、上記のループ処理において、所定の時間（例えば１０秒）経過しても、受信信号の強度値の平均値が最小信号検出しきい値レベルＳｔｈ以上とならないときは、現在点灯しているＬＥＤ１３をオフとするように制御するための処理である。
【００５０】
なお、ステップＳ２０においてＹＥＳとなったときの主ビーム方向ｉにおける受信信号の強度値Ｓ（ｉ，ｊ）の平均値Ｓａｖ（ｉ）を、ステップＳ４における最大強度方向を検出するときに処理における主ビーム方向ｉにおける信号平均値平均値Ｓａｖ（ｉ）として用いる。
【００５１】
図９及び図１０は、図７のサブルーチンである最大強度方向検出及び表示処理（ステップＳ４）を示すフローチャートである。
【００５２】
図９において、まず、ステップＳ３１において、（ｉ＋１）ｍｏｄ１２の計算を行って、その計算値を方向パラメータｉに代入し、方向計数パラメータｋを２に初期化する。次いで、ステップＳ３２においてリアクタンス値セットテーブルメモリ３６から方向パラメータｉのリアクタンス値セットを読み出し、ステップＳ３３においてＡ／Ｄ変換サンプル数計数パラメータｊを１に初期化した後、ステップＳ３４に進む。さらに、ステップＳ３４において上記読み出したリアクタンス値セットをＤ／Ａ変換して可変リアクタンス素子１２−１〜１２−６に出力することによりエスパアンテナ装置１００の主ビームの方向を方向パラメータｉの方向に向け、ステップＳ３５においてダウンコンバータ３２から出力される受信信号をＡ／Ｄ変換してその強度値Ｓ（ｉ，ｊ）をコントローラ３５内の一時メモリに格納し、ステップＳ３６においてｊ≧ｎであるか否かが判断される。ステップＳ３６においてＮＯのときはステップＳ３７に進む一方、ＹＥＳのときはステップＳ３８に進む。ここで、ステップＳ３７では、パラメータｊを１だけインクリメントした後、ステップＳ３４に戻る。
【００５３】
さらに、ステップＳ３８においては、数１を用いて受信信号の強度値Ｓ（ｉ，ｊ）の平均値Ｓａｖ（ｉ）を計算して信号平均値テーブルメモリ３７に格納し、ステップＳ３９において（ｉ＋１）ｍｏｄ１２を計算してその計算値を方向パラメータｉに代入し、ステップＳ４０においてｋ≧１２であるか否かが判断される。このステップＳ４０の判断処理では、ステップＳ３の最後のステップＳ１９での受信信号の強度値の平均値Ｓａｖ（ｉ）と、図９のステップＳ３２からステップＳ３８までの１１個の当該平均値Ｓａｖ（ｉ）とを含め、発信パルスを検出してから最も新しい１２個の方向に関する平均値Ｓａｖ（ｉ）を計算したか否かを判断している。ステップＳ４０においてＮＯのときはステップＳ４１に進み、パラメータｋを１だけインクリメントした後ステップＳ３２に戻るが、ステップＳ４０においてＹＥＳのときは図１０のステップＳ５１に進む。
【００５４】
図１０のステップＳ５１においては、次式に示すように、方向パラメータｉを１から１２まで変化したときの信号平均値テーブルメモリ３７内の平均値Ｓａｖ（ｉ）の最大値をその最大値Ｓｍａｘに代入する。
【００５５】
【数２】

【００５６】
次いで、ステップＳ５２においては、次式に示すように、方向パラメータｉを１から１２まで変化したときの信号平均値テーブルメモリ３７内の平均値Ｓａｖ（ｉ）の最大値のときの方向パラメータのインデックス（引数）ｉをその最大値インデックスＩＮＤＥＸｍａｘに代入する。
【００５７】
【数３】

【００５８】
さらに、ステップＳ５３においてＳｍａｘ＞Ｓｔｈであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５４に進む一方、ＮＯのときは元のメインルーチンに戻る。ステップＳ５４において最大強度の方向（ＩＮＤＥＸｍａｘ）のみのＬＥＤ１３ａをオンにし、パラメータｋを１に初期化した後、ステップＳ３２に進む。
【００５９】
本実施形態においては、発信パルスのパルス幅を１ミリ秒としているが、このパルス幅は、
（ａ）図８のステップＳ２０でＹＥＳであるときの方向パラメータｉに係るステップＳ１３からステップＳ１９までの受信信号の強度値の平均値を計算して格納する処理に係る時間と、
（ｂ）上記ステップＳ２０の後、図９のステップＳ３１からステップＳ４０でＹＥＳとなるまでの時間と
の和の時間以上に設定される。すなわち、発信パルスのパルス幅は、１２個の主ビームの方向に係る受信信号の強度値の平均値を計算して格納する処理に係る時間を少なくとも含む時間以上であって、好ましくはより短い時間に設定される。
【００６０】
図１１（ｄ）は実施形態に係る図１の手持ち型電波到来方向探知機１０における受信信号の強度値Ｓと最大強度方向検出の各周期を示すタイミングチャートである。図１１（ｄ）に示すように、図８の開始時点検出処理により発信パルスの立ち上がりを検出して、その検出した主ビームの方向から１２個の主ビームに係る受信信号の強度値の平均値を計算して格納しているので、周期Ｔ２１の間（図１１の例では、発信パルスのパルス幅は周期Ｔ２１に等しく設定されているが、本発明はこれに限らず、上述のように、そのパルス幅は、１２個の主ビームの方向に係る受信信号の強度値の平均値を計算して格納する処理に係る時間を少なくとも含む時間以上であればよい。）に必ず、発信器１の方向である最大の強度値の方向（すなわち、電波到来方向）を含む。従って、従来技術の項で説明したような問題点を解決することができ、最大の受信信号強度の方向を常に正確に検出することができる。
【００６１】
以上の実施形態においては、１つの腕時計型発信器１と、１つの手持ち型電波到来方向探知機１０とにより、電波到来方向探知システムを構成しているが、本発明はこれに限らず、手持ち型電波到来方向探知機１０を複数個用いて異なる複数の箇所に備えることにより、発信器１の位置を特定するシステムを構成してもよい。
【００６２】
以上の実施形態においては、１つの励振素子Ａ０と６個の非励振素子Ａ１−Ａ６を備えたエスパアンテナ１００を用いて１２個の方位角の方向を検出しているが、１つの励振素子と複数個の非励振素子を備えたエスパアンテナ１００を用いて複数個の方位角の方向を検出するように構成してもよい。
【００６３】
以上の実施形態においては、腕時計型発信器１について説明しているが、発信器１は腕時計型に限定されず、ペンダント型（ペンダントに発信器１が取り付けられ、例えばユーザの首や腰のベルトにつるす。）、クリップ型（クリップを用いてユーザの服に装着する。）など、ユーザにより携帯可能である携帯型であればよい。ただし、温度センサ６や熱電変換素子５の高温検出部５ａについては、それらが少なくともユーザの身体に接触するように発信器１をユーザに携帯させる必要がある。
【００６４】
以上の実施形態においては、熱電変換素子５の低温検出部５ｂは発信器１の外側の気温を検出するように設けられているが、本発明はこれに限らず、少なくとも、ユーザの身体に接触しないように設ければよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る電波到来方向探知システムのための探知装置又はその制御方法によれば、発信装置から放射された発信パルスの電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出し、上記発信パルスのパルス幅は、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出する処理に係る時間以上に設定され、上記発信パルスの立ち上がりを検出し、当該検出時点から探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する。従って、発信パルスのパルス幅は、受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出する処理に係る時間に含まれ、必ず、発信装置の方向である最大の強度値の方向（すなわち、電波到来方向）を含む。それ故、従来技術の項で説明したような問題点を解決することができ、最大の受信信号強度の方向を常に正確に検出することができる。
【００６６】
また、本発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置又はその制御方法によれば、発信装置から放射された電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出し、ユーザの身体側に設けられ、上記ユーザの体温を検出し、上記検出されたユーザの体温が所定のしきい値以下となったときに、上記発信装置から放射された電波の送信間隔を長くするように制御する。すなわち、当該発信装置をユーザ探知の目的で使用したときに、ユーザの体温が例えば３０度などの所定のしきい値よりも低下した場合、この発信装置を装着したユーザが死亡してしまった可能性が高いので、生存救出が困難であることが多いと判断し、この場合、遺体の発見までに長時間を要することが多いと考えられ、発信パルスの送信間隔を延ばすことにより、電池寿命が延び、遭難者が発見される確率を大きくすることが期待される。これにより、被災地（がれき）、山岳、雪崩などにおける遭難者の発見、救難、人命救助、遺体の発見などに大きく貢献できると考えられる。
【００６７】
さらに、本発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置又はその制御方法によれば、発信装置から放射された電波を、探知装置の受信ビーム方向をすべての方位角にわたって変化させて受信して最大の受信信号強度を検出することにより電波到来方向を検出し、上記発信装置の電源投入時から所定の時間を経過したときに、上記発信装置から放射された電波の送信間隔を長くするように制御する。これにより、当該発信装置をユーザ探知の目的で使用したときに、電源投入時（入山時など）から一定時間経過した後は生存救出が困難であることが多いと判断し、この場合、遭難者の発見までに長時間を要することが多いと考えられ、発信パルスの送信間隔を延ばすことにより、電池寿命が延び、遭難者が発見される確率を大きくすることが期待される。これにより、被災地（がれき）、山岳、雪崩などにおける遭難者の発見、救難、人命救助、遺体の発見などに大きく貢献できると考えられる。
【００６８】
またさらに、本発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置によれば、電波到来方向探知システムのための携帯型発信装置であって、ユーザの身体側に設けられた高温検出部と、上記ユーザの身体とは離反した位置に設けられた低温検出部とを有し、上記高温検出部と上記低温検出部との温度差により熱起電力を発生して、上記発信装置の電源に供給する熱電変換素子を備える。例えば、電源装置が二次電池であるときには、上記発生された熱起電力により二次電池を充電して、当該二次電池の電池寿命を長くすることができ、当該発信装置の動作時間を大幅に延長させることができる。
【００６９】
またさらに、本発明に係る電波到来方向探知システムのための発信装置によれば、電波到来方向探知システムのための携帯型発信装置であって、上記携帯型発信装置をユーザが携帯したときに、ユーザの身体から離れた筐体内の位置に、上記携帯型発信装置のアンテナを設けた。すなわち、上記アンテナがユーザの人体から離れて位置しているので、当該発信装置が電波をアンテナから放射するときに、人体の影響をあまり受けることなく電波を放射することができるので、従来例に比較してＶＳＷＲを大幅に改善でき、無駄な送信電力の損失が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態である電波到来方向探知システムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線についての縦断面図である。
【図３】図１の腕時計型発信器１の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図３のコントローラ２０によって実行される発信パルス送信間隔設定処理を示すフローチャートである。
【図５】図１のエスパアンテナ１００の詳細構成を示す模式縦断面図である。
【図６】図１のエスパアンテナ１００と手持ち型電波到来方向探知機１０の内部構成を示す斜視図及びブロック図である。
【図７】図６のコントローラ３５によって実行される電波到来方向探知処理のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図７のサブルーチンである開始時点検出処理（ステップＳ３）を示すフローチャートである。
【図９】図７のサブルーチンである最大強度方向検出及び表示処理（ステップＳ４）の第１の部分を示すフローチャートである。
【図１０】図７のサブルーチンである最大強度方向検出及び表示処理（ステップＳ４）の第２の部分を示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）は従来技術及び実施形態に係る図１の腕時計型発信器１によって発生される発信パルスの信号波形を示すタイミングチャートであり、（ｂ）は図１１（ａ）の発信パルスの時間方向の拡大図であり、（ｃ）は従来技術の電波到来方向探知機における受信信号の強度値Ｓと最大強度方向検出の各周期を示すタイミングチャートであり、（ｄ）は実施形態に係る図１の手持ち型電波到来方向探知機１０における受信信号の強度値Ｓと最大強度方向検出の各周期を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…腕時計型発信器、
１ａ…腕時計バンド、
２…発信器筐体、
３…発信器基板、
３ａ…基板支持具、
４…チップ誘電体アンテナ、
５…熱電変換素子、
５ａ…低温検出部、
５ｂ…高温検出部、
６…温度センサ、
７…ユーザの左手首、
１０…手持ち型電波到来方向探知機、
１１…接地導体、
１２−１乃至１２−６…可変リアクタンス素子、
１３…ＬＥＤ表示部、
１３ａ…ＬＥＤ、
１４…同軸ケーブル、
１５…探知機筐体、
１６…手持ち棒、
２０…コントローラ、
２１…操作部、
２２…タイマー回路、
２３…スペクトル直接拡散変調器、
２４…アップコンバータ、
２５…帯域通過フィルタ、
２６…電力増幅器、
２７…フローティング充電用ダイオード、
２８…二次電池、
３１…低雑音増幅器、
３２…ダウンコンバータ、
３３…Ａ／Ｄ変換器、
３４…復調器、
３５…コントローラ、
３６…リアクタンス値セットテーブルメモリ、
３７…信号平均値テーブルメモリ、
３８…操作部、
３９…タイマー回路、
１００…エスパアンテナ装置、
Ａ０…励振素子、
Ａ１乃至Ａ６…非励振素子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a radio wave arrival direction detection system that detects a radio wave arrival direction by receiving a radio wave radiated from a transmission device while changing a reception beam direction of the detection device and detecting a maximum received signal intensity. The present invention relates to a detection device and its control method, and a transmission device and its control method.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, as a means for knowing the direction in which radio waves generated by a transmitter arrive (that is, the direction of the transmitter), for example, a method of mechanically rotating a unidirectional antenna (beam antenna) such as a Yagi antenna has been taken. I came. In this conventional example, since a motor or the like is required, it is difficult to reduce the size and weight, and in order to solve this problem, for example, prior art document 1 “T. Ohira et al.,“ Electronically steerable passive array radiator antennas for low -cost analog adaptive beamforming, "2000 IEEE International Conference on Phased Array System & Technology pp. 101-104, Dana point, California, May 21-25, 2000" and Japanese Patent Laid-Open No. 2001-24431 A system for detecting the direction of arrival of radio waves by electronically steering using a device has been developed and put to practical use.
[0003]
The ESPAR antenna device is connected to an excitation element to which a radio signal is supplied, at least one non-excitation element that is provided at a predetermined interval from the excitation element and to which no radio signal is supplied, and the non-excitation element. The array antenna including the variable reactance element is provided, and the directivity characteristic of the array antenna can be changed by changing the reactance value of the variable reactance element.
[0004]
However, the transmitter described above is configured to be portable, driven by a dry battery or a secondary battery, and the transmitter always transmits radio waves, so that there is a problem that the battery capacity is quickly lost. For example, when this transmitter is loaned to a mountain climber and is used for saving lives or finding a body in the event of a distress, the battery life is extremely insufficient. In order to solve this problem, it may be possible to intermittently emit radio waves from the transmitter, but another problem has occurred as described below.
[0005]
FIG. 11A is a timing chart showing a signal waveform of a transmission pulse generated by a transmitter according to the prior art, and FIG. 11B is an enlarged view in the time direction of the transmission pulse of FIG. c) is a timing chart showing the intensity value S of the received signal and each period of maximum intensity direction detection in the radio wave arrival direction detector of the prior art.
[0006]
Radio waves by electronically steering using an ESPAR antenna device capable of directing the main beam direction with respect to 12 different azimuth angles (that is, azimuth angles changed by 30 degrees) centered on the own station In a radio wave arrival direction detector that detects an arrival direction, for example, when reception processing for 12 azimuth angles is configured to finish within a pulse width (for example, 1 millisecond) of a transmission pulse, radio wave arrival When the direction of the maximum received signal strength is detected at a predetermined period determined by the clock signal in the direction finder (the time from the direction parameter i = 1 to 12 indicating the main beam direction is one period), FIG. 11 (c) (an example in which a transmitter is present in the direction of the direction parameter i = 6. As shown in FIG. 11 (c), the ESPAR antenna apparatus is also connected to the main beam. In.) Having side lobes, in the period T11, it is possible to detect the direction of maximum received signal strength, the next period T12, it is impossible to detect the direction of maximum received signal strength. That is, there is a problem that the direction of the maximum received signal strength cannot always be accurately detected.
[0007]
In addition, as described above, in the case where the transmitter is lent to, for example, a mountain climber and is used for lifesaving or finding a dead body in the event of a distress, the battery life is extremely insufficient, and another solution is provided. Needed.
[0008]
Furthermore, when the transmitter is configured as a portable type, the radio wave radiated from the transmitter is affected by the human body, the voltage standing wave ratio (VSWR) is deteriorated, and the shielding effect by the human body is generated. However, there was a problem that radio waves could not be radiated according to a predetermined design.
[0009]
A first object of the present invention is to provide a detection device for a radio wave arrival direction detection system and a control method thereof that can solve the above-described problems and can always accurately detect the direction of the maximum received signal strength. There is.
[0010]
Also, a second object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a transmitting device and a control method thereof that can extend the battery life of the transmitting device for the radio wave arrival direction detection system as compared with the prior art. It is to provide.
[0011]
Furthermore, the third object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a transmitting device for a radio wave arrival direction detection system that can radiate a radio wave without much influence from the human body. There is to do.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A detection device for a radio wave arrival direction detection system according to a first aspect of the present invention receives a radio wave of a transmission pulse radiated from a transmission device by changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles, In a detection device for a radio wave arrival direction detection system that detects a radio wave arrival direction by detecting received signal strength,
The pulse width of the transmission pulse is set to be equal to or longer than the time for processing to detect the maximum received signal intensity by changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles,
Control means for detecting the rising edge of the transmission pulse and detecting the direction of radio wave arrival by detecting the maximum received signal intensity by changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles from the detection time point. It is characterized by having.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a detection device control method for a radio wave arrival direction detection system, wherein a radio wave of a transmission pulse radiated from a transmission device is received by changing a reception beam direction of the detection device over all azimuth angles. In the control method of the detection device for the radio wave arrival direction detection system that detects the radio wave arrival direction by detecting the maximum received signal strength,
The pulse width of the transmission pulse is set to be equal to or longer than the time for processing to detect the maximum received signal intensity by changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles,
Detecting the rising edge of the transmission pulse, and detecting the direction of radio wave arrival by detecting the maximum received signal intensity by changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles from the detection time point. It is characterized by that.
[0014]
A transmitting device for a radio wave arrival direction detecting system according to a third aspect of the present invention receives a radio wave radiated from a transmitting device by changing a receiving beam direction of the detecting device over all azimuth angles and receiving a maximum received signal intensity. In a transmission device for a radio wave arrival direction detection system that detects a radio wave arrival direction by detecting
Temperature detection means provided on the user's body side for detecting the user's body temperature;
And control means for controlling the transmission interval of the radio wave radiated from the transmitting device to be increased when the detected body temperature of the user becomes equal to or lower than a predetermined threshold value.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a transmission device control method for a radio wave arrival direction detection system that receives a radio wave radiated from a transmission device by changing a reception beam direction of the detection device over all azimuth angles. In the control method of the transmitter for the radio wave arrival direction detection system that detects the radio wave arrival direction by detecting the received signal strength,
Detecting the user's body temperature using temperature detecting means provided on the user's body side;
And controlling to increase the transmission interval of the radio waves radiated from the transmitting device when the detected body temperature of the user becomes equal to or lower than a predetermined threshold value.
[0016]
A transmitting device for a radio wave arrival direction detection system according to a fifth aspect of the present invention receives a radio wave radiated from a transmitting device by changing a receiving beam direction of the detecting device over all azimuth angles and receiving a maximum received signal intensity. In a transmission device for a radio wave arrival direction detection system that detects a radio wave arrival direction by detecting
And a control means for controlling to increase the transmission interval of the radio waves radiated from the transmitter when a predetermined time has elapsed since the power of the transmitter was turned on.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a transmission device control method for a radio wave arrival direction detection system that receives a radio wave radiated from a transmission device while changing a reception beam direction of the detection device over all azimuth angles. In the control method of the transmitter for the radio wave arrival direction detection system that detects the radio wave arrival direction by detecting the received signal strength,
The method includes a step of controlling the transmission interval of the radio wave radiated from the transmission device to be increased when a predetermined time has elapsed since the power supply of the transmission device was turned on.
[0018]
A transmitter for a radio wave arrival direction detection system according to a seventh invention is a portable transmitter for a radio wave arrival direction detection system,
A high-temperature detection unit provided on the user's body side and a low-temperature detection unit provided at a position away from the user's body, and heat is generated due to a temperature difference between the high-temperature detection unit and the low-temperature detection unit. A thermoelectric conversion element that generates electric power and supplies the electric power to the power source of the transmitter is provided.
[0019]
A transmitter for a radio wave arrival direction detection system according to an eighth aspect of the invention is a portable transmitter for a radio wave arrival direction detection system,
When the user carries the portable transmission device, the antenna of the portable transmission device is provided at a position in the casing away from the user's body.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a radio wave arrival direction detection system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the radio wave arrival direction detection system according to this embodiment is a handheld radio wave arrival direction that is a detection device configured using a wristwatch-type transmitter 1 that is a transmission device and a known ESPAR antenna 100. A radio wave that is configured in combination with the detector 10 and receives the radio wave radiated from the wristwatch-type transmitter 1 by changing the main beam direction of the radio wave arrival direction detector 10 and detects the maximum received signal intensity. The direction of radio wave arrival is determined by detecting the direction of arrival and turning on one LED 13a corresponding to the detected radio wave arrival direction among the 12 LEDs 13a (hereinafter referred to as light emitting diodes) of the LED display unit 13. It is characterized by displaying. Since this radio wave arrival direction detection system is small and has a long life, the transmitter 1 can be provided in advance to, for example, a mountain climber, a deceased person, an infant, a lost child, a pet, etc. It is provided for discovering victims in the mountains, avalanches, etc., rescue, saving lives, and finding dead bodies.
[0022]
As is clear from FIG. 1 and FIG. 2 showing a longitudinal section taken along line AA ′ of FIG. 1, the transmitter housing 2 of the wristwatch-type transmitter 1 is a hollow rectangular plastic housing. Thus, the wristwatch band 1 a is attached to the back side of the transmitter housing 2 so as to extend in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the transmitter housing 2. Accordingly, as shown in FIGS. 1 and 2, the wristband 1a is wound around the left wrist 7 of the user and fixed. Further, the transmitter substrate 3 on which the transmitter circuit is mounted is accommodated in the transmitter housing 2 and supported and fixed on the back surface of the transmitter housing 2 using a plurality of substrate supports 3a.
[0023]
A known chip dielectric antenna 4 is mounted at the center on the right side when viewed from the top surface of the transmitter substrate 3. The chip dielectric antenna 4 forms two parallel square cylindrical penetrating portions penetrating laterally in a rectangular parallelepiped made of ceramics, and forms a predetermined electrode pattern on the rectangular parallelepiped dielectric. Thus, for example, a 2.4 GHz band nearly omnidirectional antenna is configured. As shown in FIG. 1, the wristwatch-type transmitter 1 is wound around the user's left wrist 7, and the chip dielectric antenna 4 is mounted on the right center portion of the transmitter substrate 4. 4 is located close to the left hand, i.e., away from the human body of the user, so that when the transmitter 1 radiates radio waves from the chip dielectric antenna 4, it is not significantly affected by the human body. Since radio waves can be radiated, VSWR can be greatly improved as compared with the conventional example, and loss of useless transmission power does not occur. When the wristwatch-type transmitter 1 is wound around the user's right wrist, the transmitter 1 shown in FIG. 1 is rotated 180 degrees so that the chip dielectric antenna 4 is wound and fixed close to the right hand. Radio waves can be emitted without much influence from the human body.
[0024]
Further, a thermoelectric conversion element 5 is attached so as to penetrate through the central portion of the transmitter housing 2, where the thermoelectric conversion element 5 is formed by bonding, for example, a dissimilar metal or a p-type semiconductor and an n-type semiconductor. The temperature difference by a known Seebeck effect is achieved by a thermocouple having one junction as a high temperature detector 5a and the other junction as a low temperature detector 5b. The thermoelectromotive force according to is generated at both ends of the thermoelectric conversion element 5. The low temperature detector 5b is arranged on the front surface side of the transmitter housing 2, while the high temperature detector 5a is arranged on the back surface of the transmitter housing 2 that can detect the body temperature by contacting the left wrist 7 of the user. . By configuring in this way, the thermoelectromotive force corresponding to this temperature difference is caused by the temperature difference between the high temperature detector 5a that can detect the user's body temperature and the low temperature detector 5b that detects the outside air temperature of the transmitter 1. It occurs at both ends of the thermoelectric conversion element 5. As shown in FIG. 3, the induced voltage of the thermoelectromotive force is applied to both ends of a secondary battery 28 that is, for example, a lithium ion battery via a floating charging diode 27 to charge the secondary battery 28. . The secondary battery 28 is a power supply device for the transmitter 1 and is supplied to the circuits 20 to 26 in the transmitter 1. Therefore, by providing the thermoelectric conversion element 5, the secondary battery 28 can be charged or backed up to extend the battery life of the secondary battery 28, and the operating time of the transmitter 1 can be greatly extended. Can be made.
[0025]
In addition, the high temperature detection part 5a of the thermoelectric conversion element 5 may detect body temperature via clothes etc., and is provided at least on the user's body side. On the other hand, the low temperature detection part 5b is provided in the position away from the user's body.
[0026]
Further, a temperature sensor 6 is mounted in the vicinity of the center of the transmitter housing 2 so as to penetrate the back surface of the transmitter housing 2. As shown in FIG. 2, the temperature sensor 6 contacts the user's left wrist 7 to detect its body temperature, and outputs the information to the controller 20 as shown in FIG. The effect of the temperature sensor 6 will be described in detail later. The temperature sensor 6 may detect body temperature via clothes or the like, and may be provided at least on the user's body side.
[0027]
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the wristwatch-type transmitter 1 of FIG. In FIG. 3, a controller 20 is a control device that controls the operation of the transmitter 1. The controller 20 includes an operation unit 21 such as a communication interface for inputting various data from the outside, and various predetermined operations. A timer circuit 22 for measuring time is connected to the temperature sensor 6 described above. Specifically, the controller 20 outputs the control signal to the direct spectrum spread modulator 23 in order to control the pulse width of the transmission pulse, the transmission interval, and the like. Next, the direct spectrum spread modulator 23 multiplies the signal (information) from the controller 20 with the spread code, performs direct spectrum spread, and outputs the result to the up-converter 24. Then, the up-converter 24 up-converts the input spread code signal to a predetermined radio frequency to generate a radio-frequency transmission pulse, and the power is passed through a band-pass filter 25 having a predetermined transmission bandwidth. Output to the amplifier 26. Further, the power amplifier 26 amplifies the input radio frequency transmission pulse and radiates it from the chip dielectric antenna 4.
[0028]
In the present embodiment, the transmission pulse transmitted from the transmitter 1 includes at least a time for detecting signal strengths in 12 directions in the radio wave arrival direction detector 10 to be described later in detail, for example, a pulse width of 1 millisecond. The transmission interval can be selectively switched to, for example, 0.3 seconds, 0.6 seconds, 3 seconds, or the like by setting of the operation unit 21 or by control of the controller 20.
[0029]
FIG. 4 is a flowchart showing a transmission pulse transmission interval setting process executed by the controller 20 of FIG.
[0030]
When the power source of the transmitter 1 is turned on, the transmission pulse transmission interval setting process of FIG. 4 is executed. In FIG. 4, first, in step S101, the time value of the T0 timer in the timer circuit 22 is reset to 0 to start timekeeping, and in step S102, the transmission pulse transmission interval Tp is set to 0.6 seconds. Control to generate pulses at 0.6 second intervals. Next, the detected temperature Td is received from the temperature sensor 6 in step S103, and whether or not the detected temperature Td is equal to or lower than a predetermined threshold temperature Tdth (for example, 30 degrees lower than the body temperature) in step S104. If YES, the process proceeds to step S106. If NO, the process proceeds to step S105. Further, in step S105, it is determined whether or not the measured value T0 of the T0 timer is equal to or greater than a predetermined measured threshold value T0th (for example, two weeks). If YES, the process proceeds to step S106, whereas if NO, The process returns to step S103. In step S106, the transmission pulse transmission interval Tp is set to 3 seconds, and the transmission pulse transmission interval setting processing ends.
[0031]
As described above, the transmitter 1 is provided with the temperature sensor 6 that detects the user's body temperature, and in the above-described transmission pulse transmission interval setting process, if the detected temperature is equal to or less than the set value Tdth, the transmission pulse transmission interval is set. For example, it is extended from 0.6 seconds to 3 seconds. That is, when the body temperature falls below 30 degrees, it is highly likely that the user wearing this transmitter 1 has died, so it is determined that it is often difficult to survive and rescue, It is considered that it often takes a long time to discover the above, and by extending the transmission interval of the transmission pulse, it is expected that the battery life is extended and the probability that the victim is found is increased.
[0032]
In the transmission pulse transmission interval setting process described above, the transmission pulse interval is extended after a certain time (for example, two weeks) has elapsed since the power was turned on. As a result, it is likely that survival and rescue are often difficult after a certain amount of time has passed since the power was turned on (such as when entering a mountain). In this case, it may take a long time to find the victim. Therefore, it is expected that by extending the transmission interval of the transmission pulse, the battery life is extended and the probability that the victim is found is increased.
[0033]
The process of changing the transmission intervals of the two transmission pulses as described above is considered to make a significant contribution to the discovery, rescue, rescue of lives, and the discovery of dead bodies, especially in disaster areas (debris), mountains, and avalanches.
[0034]
Next, the configuration of the handheld radio wave arrival direction detector 10 will be described below with reference to FIGS. 1, 5, and 6.
[0035]
As shown in FIG. 1, a hand-held radio wave direction-of-arrival detector 10 is provided with a cylindrical detector casing 15 and a handheld for a user to hold by hand. It is composed of a bar 16. Here, a known ESPAR antenna device 100 that is an array antenna device is provided on the upper bottom surface of the detector housing 15. Specifically, in the ESPAR antenna device 100, the ground conductor 11 is disposed at the center of the upper bottom surface of the detector casing 15, and the excitation element A0 and the non-rotating element are arranged around the center and the periphery thereof as follows. Excitation elements A1 to A6 are arranged. That is, as shown in FIG. 1, the excitation element A0 and the six non-excitation elements A1 to A6, each of which is a monopole element, have lengths lo, ln (n = 1, n) of the elements A0 to A6, respectively. 2,..., 6) are electrically insulated from the ground conductor 11 made of a conductor plate having a sufficiently large area, and have a circular shape with a radius r = λ / 4, for example, centered on the excitation element A0. The non-exciting elements A1 to A6 are arranged at the same 60 degree intervals. Further, outside the six non-exciting elements A1 to A6 and outside the intermediate position between two adjacent non-exciting elements among the non-exciting elements A1 to A6, the upper bottom surface of the detector housing 15 12 LEDs 13a are arranged at an interval of 30 degrees from each other at the peripheral edge of the LED, and the LED display unit 13 is provided. As will be described in detail later, the LED display unit 13 associates the radio wave arrival direction, which is the direction of the maximum received signal intensity detected by the controller 35 of the radio wave arrival direction detector 10, with the non-excitation elements A1 to A6. It is for display.
[0036]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the ESPAR antenna device 100. In FIG. 5, an excitation element A0 is, for example, a 1/4 wavelength monopole antenna element, which is electrically insulated from the ground conductor 11 and connected to the low noise amplifier 31 of FIG. . In addition, the non-excitation elements A1 to A6 are grounded in high frequency with respect to the ground conductor 11 via the variable reactance elements 12-1 to 12-6. The operation of the variable reactance elements 12-1 to 12-6 will be described. For example, when the longitudinal lengths of the excitation element A0 and the non-excitation elements A1 to A6 are substantially the same, for example, the variable reactance element 12-1 Is inductive (L property), the variable reactance element 12-1 becomes an extension coil, and the electrical lengths of the non-excitation elements A1 to A6 are longer than that of the excitation element A0, and function as a reflector. On the other hand, for example, when the variable reactance element 12-1 has capacitance (C-type), the variable reactance element 12-1 becomes a shortening capacitor, and the electrical length of the non-excitation element A1 becomes shorter than that of the excitation element A0. Acts as a director. The non-excitation elements A2 to A6 connected to the other variable reactance elements 12-2 to 12-6 operate in the same manner.
[0037]
Therefore, in the ESPAR antenna apparatus 100 of FIGS. 1, 5, and 6, the ESPAR antenna 100 is obtained by changing the reactance values of the variable reactance elements 12-1 to 12-6 connected to the non-excitation elements A1 to A6. The plane directivity characteristic can be changed. In the present embodiment, each reactance value set for directing the main beam in 12 directions at intervals of 30 degrees (six reactance values for six variable reactance elements 12-1 to 12-6 are assigned to one 6) is calculated in advance and stored in the reactance value set table memory 36 of FIG. 6, and when the main beam is directed in one direction, one reactance value set is read by the controller 35, and the reactance value signal And output to each variable reactance element 12-1 to 12-6.
[0038]
Here, the variable reactance elements 12-1 to 12-6 are specifically varactor diodes, for example, and the reactance value signal is a reverse bias voltage to be applied to the varactor diodes. That is, by changing the reverse bias voltage applied to the varactor diode, the junction capacitance of the varactor diode can be changed, and thereby the reactance values of the variable reactance elements 12-1 to 12-6 can be changed.
[0039]
FIG. 6 is a perspective view and a block diagram showing the internal configuration of the ESPAR antenna 100 and the handheld radio wave arrival direction detector 10 of FIG.
[0040]
In FIG. 6, the received signal received by the ESPAR antenna apparatus 100 is input to the low noise amplifier (LNA) 31 via the coaxial cable 14 and amplified, and then the down converter (D / C) 32 is amplified. The signal is low-frequency converted into a signal having a predetermined intermediate frequency (IF signal). The analog signal subjected to the low-frequency conversion is output to the controller 35 as a signal for detecting the signal intensity level and also output to the A / D converter 33. Further, the A / D converter 33 A / D converts the low-frequency converted analog signal into a digital signal and outputs the digital signal to the demodulator 34. Next, the demodulator 34 performs a spread spectrum modulation system demodulation process and, for example, a BPSK demodulation process on the input digital signal, and then outputs the demodulated data signal to the controller 35. In this embodiment, a modulated transmission pulse is transmitted from the transmitter 1, but this is modulated to distinguish from a radio wave from another radio station, and a radio wave arrival direction detector on the receiving side. Based on the demodulated data signal, the controller 10 identifies whether the pulse is a transmission pulse from the transmitter 1 to be paired.
[0041]
The controller 35 includes the reactance value set table memory 36 and an average value Sav (i) (i = 1, 2,..., 12) of received signal strength values S (i, j) represented by the following equation. A signal average value table memory 37 for temporarily storing (there are twelve direction parameters i, and each average value corresponding to the directions of the twelve main beams (a total of twelve) is stored by overwriting); The operation unit 38 for inputting various data and the timer circuit 39 for measuring the time over time are connected.
[0042]
[Expression 1]

[0043]
The controller 35 outputs the reactance value signal to the variable reactance elements 12-1 to 12-6 based on the received signals from the down converter 32 and the demodulator 34 by executing the radio wave arrival direction detection process of FIG. The direction of radio wave arrival is detected by detecting the direction of the maximum signal intensity while setting, and displayed on the LED display unit 13.
[0044]
FIG. 7 is a flowchart showing a main routine of radio wave arrival direction detection processing executed by the controller 35 of FIG. In this radio wave arrival direction detection process, the maximum intensity direction detection and display process in step S4 is a known process, but has a problem as described with reference to FIG. In order to solve this problem, the present embodiment is characterized in that the start time point detection process (see FIG. 8) in step S3 is inserted prior to the maximum intensity direction detection and display process.
[0045]
In FIG. 7, first, in step S1, all the LEDs 13a of the LED display unit 13 are turned off, and in step S2, using the operation unit 38, the number n of A / D conversion samples per main beam direction (for example, 5 to 10). ) And a minimum signal detection threshold level Sth (a level slightly higher than the noise level, which is a threshold level for identifying whether or not a radio wave of a transmission pulse from the transmitter 1 has been received. ) Is set and stored in a temporary memory in the controller 35. Next, in step S3, the start time point detection process in FIG. 8 is executed. In step S4, the maximum intensity direction detection and display process in FIGS. 9 and 10 is executed, and then the process returns to step S3, and the processes in steps S3 and S4 are performed. repeat.
[0046]
FIG. 8 is a flowchart showing a start time point detection process (step S3) which is a subroutine of FIG.
[0047]
In FIG. 8, first, the direction parameter i indicating the main beam direction is initialized to 1 in step S11, and the time value T of the timer circuit 39 is reset to 0 in step S12, and then time measurement is started. Next, in step S13, the reactance value set of the direction parameter i is read from the reactance value set table memory 36. In step S14, the A / D conversion sample number counting parameter j is initialized to 1. Further, in step S15, the read reactance value set is D / A converted and output to the variable reactance elements 12-1 to 12-6 so that the direction of the main beam of the ESPAR antenna apparatus 100 is directed to the direction parameter i. In step S16, the received signal output from the downconverter 32 is A / D converted and the intensity value S (i, j) is stored in a temporary memory in the controller 35. In step S17, whether j ≧ n is satisfied. Is determined. If NO in step S17, in step S18, the A / D conversion sample number counting parameter j is incremented by 1, and the process returns to step S15. On the other hand, if YES in step S17, the process proceeds to step S19. In the loop processing from step S15 to step S18, the intensity values S (i, j) of the designated n received signals for the same main beam direction are measured and stored.
[0048]
Next, in step S19, the average value Sav (i) of the received signal strength values S (i, j) is calculated using Equation 1 and stored in the signal average value table memory 37. In step S20, the signal average value Sav ( i)> It is determined whether or not it is the minimum signal detection threshold level Sth. If YES, the start time point detection process is terminated and the process returns to the original main routine. On the other hand, if NO in step S20, it is determined in step S21 whether or not the measured value T of the timer circuit 39 is equal to or greater than the measured threshold value Tth (for example, 10 seconds). If YES, step S22 is performed. After turning off the currently turned-on LED 13a, the process proceeds to step S23. On the other hand, if NO in step S21, the process directly proceeds to step S23. In step S23, (i + 1) mod 12 is calculated, the calculated value is substituted for the direction parameter i, and the process returns to step S13.
[0049]
Here, the operator “mod” of AmodB is a known modulo operator, and when (i + 1) is 1 to 12, the value is returned as it is, but when it becomes 13, the operator becomes 1. It is. Therefore, the loop processing from step S13 to step S23 is executed until the average value of the intensity values of the received signals becomes equal to or higher than the minimum signal detection threshold level Sth, and the average value of the intensity values of the received signals is detected as the minimum signal. When it becomes equal to or higher than the threshold level Sth, it is determined that the start point of the transmission pulse has been detected, and the process proceeds to the maximum intensity direction detection and display process in step S4. Further, the processing of steps S21 and S22 is performed when the average value of the intensity values of the received signals does not exceed the minimum signal detection threshold level Sth even after a predetermined time (for example, 10 seconds) in the above loop processing. Is a process for controlling the currently lit LED 13 to be turned off.
[0050]
The average value Sav (i) of the intensity values S (i, j) of the received signal in the main beam direction i when YES is determined in step S20 is the main value in the process when detecting the maximum intensity direction in step S4. The signal average value average value Sav (i) in the beam direction i is used.
[0051]
9 and 10 are flowcharts showing the maximum intensity direction detection and display process (step S4) which is a subroutine of FIG.
[0052]
In FIG. 9, first, in step S31, (i + 1) mod 12 is calculated, the calculated value is substituted into the direction parameter i, and the direction counting parameter k is initialized to 2. Next, in step S32, the reactance value set of the direction parameter i is read from the reactance value set table memory 36, the A / D conversion sample number counting parameter j is initialized to 1 in step S33, and the process proceeds to step S34. Further, in step S34, the read reactance value set is D / A converted and output to the variable reactance elements 12-1 to 12-6 so that the direction of the main beam of the ESPAR antenna apparatus 100 is directed to the direction parameter i. In step S35, the received signal output from the down converter 32 is A / D converted and the intensity value S (i, j) is stored in a temporary memory in the controller 35. In step S36, whether j ≧ n is satisfied. Is determined. If NO in step S36, the process proceeds to step S37. If YES, the process proceeds to step S38. Here, in step S37, after the parameter j is incremented by 1, the process returns to step S34.
[0053]
Further, in step S38, the average value Sav (i) of the received signal strength values S (i, j) is calculated using Equation 1 and stored in the signal average value table memory 37. In step S39, (i + 1) Mod12 is calculated and the calculated value is substituted into the direction parameter i. In step S40, it is determined whether k ≧ 12. In the determination process of step S40, the average value Sav (i) of the intensity value of the received signal at the last step S19 of step S3 and the eleven average values Sav (i) from step S32 to step S38 of FIG. ) And the average value Sav (i) for the 12 most recent directions after the detection of the transmission pulse is determined. If NO in step S40, the process proceeds to step S41, and the parameter k is incremented by 1. Then, the process returns to step S32. If YES in step S40, the process proceeds to step S51 in FIG.
[0054]
In step S51 of FIG. 10, as shown in the following equation, the maximum value of the average value Sav (i) in the signal average value table memory 37 when the direction parameter i is changed from 1 to 12 is changed to the maximum value Smax. substitute.
[0055]
[Expression 2]

[0056]
Next, in step S52, as shown in the following equation, the index of the direction parameter when the average value Sav (i) in the signal average value table memory 37 is the maximum value when the direction parameter i is changed from 1 to 12. (Argument) i is substituted into its maximum value index INDEXmax.
[0057]
[Equation 3]

[0058]
In step S53, it is determined whether Smax> Sth. If YES, the process proceeds to step S54. If NO, the process returns to the original main routine. In step S54, the LED 13a only in the direction of maximum intensity (INDEXmax) is turned on, the parameter k is initialized to 1, and the process proceeds to step S32.
[0059]
In the present embodiment, the pulse width of the transmission pulse is 1 millisecond, but this pulse width is
(A) Time related to the process of calculating and storing the average value of the intensity values of the received signal from step S13 to step S19 related to the direction parameter i when YES in step S20 of FIG.
(B) After step S20, the time from step S31 in FIG. 9 to YES in step S40
It is set to more than the sum time. That is, the pulse width of the transmission pulse is equal to or longer than the time including at least the time related to the process of calculating and storing the average value of the intensity values of the received signals in the directions of the 12 main beams, and preferably the shorter time. Set to
[0060]
FIG. 11D is a timing chart showing the intensity value S of the received signal and each period of maximum intensity direction detection in the handheld radio wave arrival direction detector 10 of FIG. 1 according to the embodiment. As shown in FIG. 11 (d), the rising edge of the transmission pulse is detected by the start time point detection process of FIG. 8, and the average value of the intensity values of the received signals related to the 12 main beams from the detected main beam direction. Is calculated and stored in the period T21 (in the example of FIG. 11, the pulse width of the transmission pulse is set equal to the period T21. However, the present invention is not limited to this, as described above. The pulse width may be equal to or longer than the time including at least the time related to the process of calculating and storing the average value of the received signal intensity values in the directions of the 12 main beams). It includes the direction of the maximum intensity value that is the direction (that is, the radio wave arrival direction). Therefore, the problems described in the section of the prior art can be solved, and the direction of the maximum received signal strength can always be detected accurately.
[0061]
In the above embodiment, one watch-type transmitter 1 and one handheld radio wave arrival direction detector 10 constitute a radio wave arrival direction detection system. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. A system for identifying the position of the transmitter 1 may be configured by using a plurality of type radio wave arrival direction detectors 10 and providing them at a plurality of different locations.
[0062]
In the above embodiment, the direction of twelve azimuths is detected using the ESPAR antenna 100 including one excitation element A0 and six non-excitation elements A1-A6. You may comprise so that the direction of several azimuths may be detected using the ESPAR antenna 100 provided with the several non-excitation element.
[0063]
In the above embodiment, the wristwatch type transmitter 1 has been described. However, the transmitter 1 is not limited to the wristwatch type, and is a pendant type (the transmitter 1 is attached to the pendant, for example, the neck or waist belt of the user). Or any other portable type that can be carried by the user, such as a clip type (attached to the user's clothes using a clip). However, about the high temperature detection part 5a of the temperature sensor 6 or the thermoelectric conversion element 5, it is necessary to make a user carry the transmitter 1 so that they may contact at least a user's body.
[0064]
In the above embodiment, the low temperature detection part 5b of the thermoelectric conversion element 5 is provided so as to detect the temperature outside the transmitter 1, but the present invention is not limited to this, and at least touches the user's body. What is necessary is just to provide so that it may not.
[0065]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the detection device for the radio wave arrival direction detection system or the control method thereof according to the present invention, the radio wave of the transmission pulse radiated from the transmission device, the reception beam direction of the detection device in all directions. The direction of radio wave arrival is detected by detecting the maximum received signal intensity by changing the signal over the azimuth, and the pulse width of the transmission pulse is received by changing the direction of the receiving beam of the detector over all azimuths. Is set to be equal to or longer than the time related to the process of detecting the maximum received signal strength, detects the rising edge of the transmission pulse, and changes the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles from the detection time point and receives it. The direction of arrival of radio waves is detected by detecting the maximum received signal strength. Therefore, the pulse width of the transmission pulse is included in the time related to the process of detecting the arrival direction of the radio wave by changing the reception beam direction over all azimuth angles and detecting the maximum received signal strength, The direction of the maximum intensity value that is the direction of the transmitting device (that is, the direction of arrival of radio waves) is included. Therefore, the problem described in the section of the prior art can be solved, and the direction of the maximum received signal strength can always be detected accurately.
[0066]
Further, according to the transmission device for the radio wave arrival direction detection system or the control method thereof according to the present invention, the radio wave radiated from the transmission device is received by changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles. The direction of radio wave arrival is detected by detecting the maximum received signal strength and is provided on the user's body side to detect the user's body temperature, and the detected user's body temperature falls below a predetermined threshold. The transmission interval of the radio wave radiated from the transmitter is controlled to be long. That is, when the transmission device is used for the purpose of user detection, if the user's body temperature falls below a predetermined threshold value such as 30 degrees, the user wearing this transmission device may have died It is considered that it is often difficult to rescue and survive, and in this case, it may take a long time to find a dead body. It is expected to increase the probability of finding a victim. As a result, it is thought that it can greatly contribute to the discovery, rescue, rescue of lives, and the discovery of dead bodies in disaster-affected areas (debris), mountains, and avalanches.
[0067]
Furthermore, according to the transmission device for the radio wave arrival direction detection system according to the present invention or the control method thereof, the radio wave radiated from the transmission device is received by changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles. Detecting the direction of arrival of radio waves by detecting the maximum received signal strength and extending the transmission interval of radio waves radiated from the transmitter when a predetermined time has elapsed since the transmitter was turned on. To control. As a result, when the transmitting device is used for the purpose of user detection, it is determined that survival and rescue are often difficult after a certain period of time has elapsed since the power was turned on (such as when entering a mountain). It is considered that it often takes a long time to discover the above, and by extending the transmission interval of the transmission pulse, it is expected that the battery life is extended and the probability that the victim is found is increased. As a result, it is thought that it can greatly contribute to the discovery, rescue, rescue of lives, and the discovery of dead bodies in disaster-stricken areas (debris), mountains, and avalanches.
[0068]
Furthermore, according to the transmission device for the radio wave arrival direction detection system according to the present invention, a portable transmission device for the radio wave arrival direction detection system, the high temperature detection unit provided on the body side of the user, A low-temperature detection unit provided at a position away from the user's body, and generates a thermoelectromotive force due to a temperature difference between the high-temperature detection unit and the low-temperature detection unit, and supplies it to the power source of the transmitter A thermoelectric conversion element is provided. For example, when the power supply device is a secondary battery, the secondary battery can be charged by the generated thermoelectromotive force to extend the battery life of the secondary battery, greatly increasing the operating time of the transmitter. Can be extended.
[0069]
Furthermore, according to the transmission device for the radio wave arrival direction detection system according to the present invention, the portable transmission device for the radio wave arrival direction detection system, when the user carries the portable transmission device, The antenna of the portable transmission device was provided at a position in the casing away from the user's body. That is, since the antenna is located away from the user's human body, when the transmitting device radiates the radio wave from the antenna, the radio wave can be radiated without much influence from the human body. In comparison, VSWR can be greatly improved, and no loss of useless transmission power occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a radio wave arrival direction detection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along line AA ′ of FIG.
3 is a block diagram showing an internal configuration of the wristwatch-type transmitter 1 of FIG. 1. FIG.
4 is a flowchart showing a transmission pulse transmission interval setting process executed by the controller 20 of FIG.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a detailed configuration of the ESPAR antenna 100 of FIG. 1;
6 is a perspective view and a block diagram showing an internal configuration of the ESPAR antenna 100 and the handheld radio wave arrival direction detector 10 of FIG. 1. FIG.
7 is a flowchart showing a main routine of radio wave arrival direction detection processing executed by a controller 35 of FIG.
8 is a flowchart showing a start time point detection process (step S3) which is a subroutine of FIG.
9 is a flowchart showing a first part of a maximum intensity direction detection and display process (step S4) which is a subroutine of FIG.
FIG. 10 is a flowchart showing a second part of the maximum intensity direction detection and display process (step S4), which is a subroutine of FIG.
11A is a timing chart showing a signal waveform of a transmission pulse generated by the wristwatch-type transmitter 1 of FIG. 1 according to the prior art and the embodiment, and FIG. 11B is a transmission chart of FIG. 11A. It is an enlarged view of the time direction of a pulse, (c) is a timing chart which shows each period of intensity value S of a received signal and maximum intensity direction detection in a radio wave arrival direction detector of a prior art, (d) is an embodiment. 2 is a timing chart showing received signal intensity values S and maximum intensity direction detection periods in the handheld radio wave arrival direction detector 10 of FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Watch-type transmitter
1a ... watch band,
2 ... Transmitter housing,
3 ... Transmitter board,
3a ... substrate support,
4 ... Chip dielectric antenna,
5 ... Thermoelectric conversion element,
5a ... low temperature detector,
5b ... high temperature detection part,
6 ... temperature sensor,
7 ... The user's left wrist,
10 ... Handheld radio wave direction finder
11: Ground conductor,
12-1 to 12-6 ... variable reactance element,
13 ... LED display part,
13a ... LED,
14 ... Coaxial cable,
15 ... detector housing,
16 ... Hand-held stick,
20 ... Controller,
21 ... operation unit,
22 ... Timer circuit,
23 ... Spectrum direct spread modulator,
24 ... Upconverter,
25 ... band pass filter,
26: Power amplifier,
27. Floating charging diode,
28 ... secondary battery,
31 ... Low noise amplifier,
32 ... down converter,
33 ... A / D converter,
34. Demodulator,
35 ... Controller,
36 ... reactance value set table memory,
37 ... Signal average value table memory,
38 ... operation part,
39 ... Timer circuit,
100 ... ESPAR antenna device,
A0: Excitation element,
A1 to A6: non-exciting elements.

Claims

For a radio wave arrival direction detection system that detects the radio wave arrival direction by receiving the radio wave radiated from the transmission device while changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles and detecting the maximum received signal strength In the transmitter of
Temperature detection means provided on the user's body side for detecting the user's body temperature;
Transmission means comprising: control means for controlling the transmission interval of the radio wave radiated from the transmission device to be increased when the detected body temperature of the user becomes a predetermined threshold value or less. apparatus.

For a radio wave arrival direction detection system that detects the radio wave arrival direction by receiving the radio wave radiated from the transmission device while changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles and detecting the maximum received signal strength In the control method of the transmitter of
Detecting the user's body temperature using temperature detecting means provided on the user's body side;
When the body temperature of the detected user is equal to or less than a predetermined threshold value, the transmitting apparatus characterized by comprising a step of controlling so as to increase the transmission interval of the radio wave that will be emitted from the transmitter Control method.

For a radio wave arrival direction detection system that detects the radio wave arrival direction by receiving the radio wave radiated from the transmission device while changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles and detecting the maximum received signal strength In the transmitter of
When the lapse of a predetermined time from power-on of the transmitter, transmitting apparatus characterized by comprising a control means for controlling so as to increase the transmission interval of the radio wave that will be emitted from the transmitter.

For a radio wave arrival direction detection system that detects the radio wave arrival direction by receiving the radio wave radiated from the transmission device while changing the reception beam direction of the detection device over all azimuth angles and detecting the maximum received signal strength In the control method of the transmitter of
The originating from power of the device when the lapse of a predetermined time, the control method of the transmitting apparatus which comprises the step of controlling so as to increase the transmission interval of the radio wave that will be emitted from the transmitter.