JP4558629B2

JP4558629B2 - Microwave Doppler sensor

Info

Publication number: JP4558629B2
Application number: JP2005317411A
Authority: JP
Inventors: 昌浩和田; 哲也服部; 元司澤田; 圭三高橋
Original assignee: 株式会社ユピテル
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: JP2007121237A

Description

本発明は、マイクロ波ドップラーセンサに関するものである。 The present invention relates to a microwave Doppler sensor.

図１は、一般的なホモダイン検波によるドップラーセンサの一例を示している。図１に示すように、局部発振器１の出力が、ミキサ２並びに送信アンテナ３に接続されている。また、ミキサ２には、受信アンテナ４にて受信した受信信号も入力され、そこにおいて受信信号と局部発振器１からの出力信号とが周波数混合される。さらに、そのミキサ２の出力が、動体検出判定部５に与えられ、動体の有無を判断するようになる。 FIG. 1 shows an example of a general Doppler sensor based on homodyne detection. As shown in FIG. 1, the output of the local oscillator 1 is connected to a mixer 2 and a transmission antenna 3. The mixer 2 also receives a reception signal received by the reception antenna 4, where the reception signal and the output signal from the local oscillator 1 are frequency mixed. Further, the output of the mixer 2 is given to the moving object detection determination unit 5 to determine the presence or absence of a moving object.

すなわち、送信アンテナ３から出射された出力信号は、その前方に位置する対象物６に到達し、そこで反射された反射波が受信アンテナ４で受信される。この受信アンテナ４で受信した受信信号の周波数つまり反射波の周波数は、対象物６が固定されているとすると、出力信号の送信周波数、つまり局部発振器１の発振周波数と同一となる。従って、ミキサ２の出力は、０Ｈｚ（直流）となる。 That is, the output signal emitted from the transmission antenna 3 reaches the object 6 positioned in front of it, and the reflected wave reflected there is received by the reception antenna 4. If the object 6 is fixed, the frequency of the reception signal received by the reception antenna 4, that is, the frequency of the reflected wave is the same as the transmission frequency of the output signal, that is, the oscillation frequency of the local oscillator 1. Therefore, the output of the mixer 2 is 0 Hz (DC).

一方、対象物６が移動する動体の場合、ドップラー効果により反射波の周波数は送信周波数と異なる。従って、動体である対象物６からの反射波を受信アンテナ４で受信した場合のミキサ２の出力は、所定周波数の交流信号となる。そして、その周波数は、対象物６の移動速度などに応じた値となり、例えば１００Ｈｚとなる。 On the other hand, in the case of a moving object in which the object 6 moves, the frequency of the reflected wave is different from the transmission frequency due to the Doppler effect. Accordingly, the output of the mixer 2 when the reflected wave from the moving object 6 is received by the receiving antenna 4 is an AC signal having a predetermined frequency. And the frequency becomes a value according to the moving speed of the object 6, etc., for example, becomes 100 Hz.

そこで、動体検出判定部５は、バンドパスフィルタ，増幅器並びにＣＰＵなどから構成され、例えば、ミキサ２から出力される信号の周波数が、３Ｈｚから２００Ｈｚの場合に、動体を検出したと判定するようにしている。そして、このようなドップラーセンサを応用した人体検知装置としては、例えば特許文献１等に開示されたものがある。 Therefore, the moving object detection determination unit 5 includes a band pass filter, an amplifier, a CPU, and the like. For example, when the frequency of the signal output from the mixer 2 is 3 Hz to 200 Hz, it is determined that a moving object has been detected. ing. And as a human body detection apparatus which applied such a Doppler sensor, there exist some which were disclosed by patent document 1, etc., for example.

係るドップラーセンサには、以下に示す問題がある。すなわち、マイクロ波ドップラーセンサでは、マイクロ波を生成する局部発振器にマイクロ波帯での発振を可能としたＦＥＴ等の半導体が用いられている。このようなＦＥＴを用いた発振器は、一般的に振幅性雑音が多く含まれており、この振幅性雑音成分が検波出力であるミキサ２の出力、すなわちドップラー信号に現れることで動体検出判定部５ではＳＮ比の劣化による誤動作が生じ、高精度に動体を検出することができない。 Such a Doppler sensor has the following problems. That is, in the microwave Doppler sensor, a semiconductor such as an FET that can oscillate in the microwave band is used as a local oscillator that generates a microwave. An oscillator using such an FET generally includes a large amount of amplitude noise, and this amplitude noise component appears in the output of the mixer 2 that is the detection output, that is, the Doppler signal, so that the moving object detection determination unit 5 In this case, a malfunction occurs due to deterioration of the SN ratio, and a moving object cannot be detected with high accuracy.

別の問題として、ドップラーセンサを設置した付近に蛍光灯が存在した場合、その蛍光灯の放電により反射波が変調されるため、誤動作を生じる。つまり、商用電源周波数は５０Ｈｚとすると、蛍光灯の放電周期はその２倍の１００Ｈｚとなる。 As another problem, when a fluorescent lamp is present in the vicinity of the Doppler sensor, the reflected wave is modulated by the discharge of the fluorescent lamp, resulting in malfunction. That is, when the commercial power supply frequency is 50 Hz, the discharge cycle of the fluorescent lamp is 100 Hz, which is twice that of the discharge cycle.

従って、蛍光灯が消灯しているときには、蛍光管は放電しないので単なる固定物となり、ミキサ２から出力される信号の周波数は０Ｈｚ（直流信号）になる。一方、蛍光灯が点灯している場合には、放電と非放電を繰り返すことになり、放電時の蛍光管の反射率と、非放電時の反射率の相違から、受信アンテナ４にて受信される信号は、振幅変調がかかる。さらに、実際には、放電による反射は、多方向から受信アンテナ４に入射するので、複雑な振幅変調となる。従って、ミキサ２から出力される信号は、固定物の場合の直流信号に係る振幅変調された変調波が重畳されることになる。そのため、動体からの反射によるものと同じ１００Ｈｚ及びその高調波がミキサ２から出力されることになる。その結果、動体検出判定部５は、例えば、ミキサ２から１００Ｈｚの信号が出力された場合、正規の検出対象であるか、蛍光灯（蛍光管）からの反射波かを区別することができず、誤判定するおそれがある。 Therefore, when the fluorescent lamp is turned off, the fluorescent tube is not discharged, so it becomes a fixed object, and the frequency of the signal output from the mixer 2 is 0 Hz (DC signal). On the other hand, when the fluorescent lamp is lit, discharge and non-discharge are repeated, and the signal is received by the receiving antenna 4 due to the difference between the reflectance of the fluorescent tube during discharge and the reflectance during non-discharge. The signal to be subjected to amplitude modulation. Furthermore, in reality, the reflection due to the discharge is incident on the receiving antenna 4 from multiple directions, resulting in complicated amplitude modulation. Therefore, the signal output from the mixer 2 is superimposed with the amplitude-modulated modulated wave related to the DC signal in the case of a fixed object. For this reason, the same 100 Hz and its harmonics are output from the mixer 2 due to the reflection from the moving object. As a result, for example, when a 100 Hz signal is output from the mixer 2, the moving object detection determination unit 5 cannot distinguish whether it is a regular detection target or a reflected wave from a fluorescent lamp (fluorescent tube). There is a risk of misjudgment.

係る問題を解決するためには、例えば、動体検出判定部５に不要な帯域を排除するため、適宜バンドパスフィルタ等のフィルタを設けることが考えられる。さらに、蛍光灯の影響を排除するには、振幅性雑音成分である１００Ｈｚだけを検出しないようにノッチフィルタを設けることが考えられるが、蛍光灯の影響を完全になくすためには、１００Ｈｚの高調波成分まで考慮しなければならず複雑なフィルタ等を設計しなければならない。しかし、このような構成をとったとしても局部発振器が元来持つ振幅性雑音成分は広帯域に分布しているため、必要する周波数帯にも振幅性雑音成分が存在し振幅性雑音成分を抑圧する根本的な解決策とはならない。 In order to solve such a problem, for example, a filter such as a bandpass filter may be provided as appropriate in order to eliminate unnecessary bands in the moving object detection determination unit 5. Furthermore, in order to eliminate the influence of the fluorescent lamp, it is conceivable to provide a notch filter so that only the amplitude noise component of 100 Hz is not detected, but in order to completely eliminate the influence of the fluorescent lamp, a harmonic of 100 Hz is considered. The wave component must be taken into consideration and a complicated filter or the like must be designed. However, even if such a configuration is adopted, the amplitude noise component inherent to the local oscillator is distributed over a wide band, so the amplitude noise component also exists in the required frequency band and suppresses the amplitude noise component. It is not a fundamental solution.

この問題を解決するための従来技術としては、特許文献２がある。この特許文献２に開示された発明は、ドップラーセンサに２つミキサを設け、２つのミキサの出力の位相差を１８０度として差動増幅器に入力することで同相成分である雑音成分のみを抑圧し、逆相成分であるドップラー信号成分を伸張するようにしたものである。 As a prior art for solving this problem, there is Patent Document 2. The invention disclosed in Patent Document 2 suppresses only noise components that are in-phase components by providing two mixers in the Doppler sensor and inputting the phase difference between the outputs of the two mixers to a differential amplifier of 180 degrees. The Doppler signal component, which is a reverse phase component, is expanded.

具体的には図２に示すように、所定周波数の出力信号を生成する信号生成手段１１と、信号生成手段１１で生成された出力信号を出力する送信アンテナ１３と、送信アンテナ１３から出力された出力信号の反射波を受信する受信アンテナ１４と、前記反射波と前記出力信号とを周波数混合するミキサと、そのミキサから出力される混合信号に基づいて動体を検出する動体検出判定部１５と、を備えたマイクロ波ドップラーセンサにおいて、前記ミキサを２個（第１ミキサ１２および第２ミキサ１８）設けるとともに、それら２個のミキサに対してそれぞれ前記反射波と前記出力信号を注入して周波数混合するようにし、前記２つのミキサ１２，１８への前記出力信号の各注入経路並びに、前記受信信号の各入力経路を流れる信号の位相を変更する位相器１６，１７を設け、前記２つのミキサから出力される混合信号の位相差が１８０度になるようにし、また、前記２つのミキサの出力を差動増幅器１０で差動増幅する構成として振幅性雑音成分を抑圧するようにされている。
特開２００１−２８３３４７号公報特開２００４−８５３９６号公報 Specifically, as shown in FIG. 2, the signal generation unit 11 that generates an output signal of a predetermined frequency, the transmission antenna 13 that outputs the output signal generated by the signal generation unit 11, and the output from the transmission antenna 13 A receiving antenna 14 that receives a reflected wave of an output signal; a mixer that frequency-mixes the reflected wave and the output signal; a moving object detection determination unit 15 that detects a moving object based on the mixed signal output from the mixer; In the microwave Doppler sensor provided with two, the two mixers (the first mixer 12 and the second mixer 18) are provided, and the reflected wave and the output signal are respectively injected into the two mixers to perform frequency mixing The phase of the signal flowing through each input path of the received signal and the input path of the received signal is changed. The phase shifters 16 and 17 are provided so that the phase difference between the mixed signals output from the two mixers is 180 degrees, and the differential amplifier 10 differentially amplifies the outputs of the two mixers. The amplitude noise component is suppressed.
JP 2001-283347 A JP 2004-85396 A

上述した特許文献２の発明によれば、蛍光灯等の影響を排除することができる。しかし、係るドップラーセンサには、以下に示す問題がある。すなわち、蛍光灯等からの振幅性雑音成分の影響をなくすためには、差動増幅器の増幅段において２つのミキサ出力からの雑音成分レベルを正確に合わせ込む必要があるため、その調整が煩雑である。また、一度２つのミキサ出力からの雑音成分レベルを正確に合わせ込むことができても、ミキサ出力の経時変化や温度特性により雑音成分レベルの均衡が崩れることが考えられ、その場合、微量な不均衡でも振幅性雑音成分の抑圧性能が著しく悪化する。 According to the invention of Patent Document 2 described above, the influence of a fluorescent lamp or the like can be eliminated. However, such a Doppler sensor has the following problems. That is, in order to eliminate the influence of the amplitude noise component from the fluorescent lamp or the like, it is necessary to accurately match the noise component levels from the two mixer outputs in the amplification stage of the differential amplifier, and thus the adjustment is complicated. is there. Even if the noise component levels from the two mixer outputs can be accurately adjusted once, it is possible that the balance of the noise component level is lost due to the aging of the mixer output and the temperature characteristics. Even at equilibrium, the suppression performance of the amplitude noise component is significantly deteriorated.

本発明は、上述した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上述した問題を解決し、簡単な構成でもって局部発振器内で発生しているノイズや蛍光灯などの外部ノイズの影響を受けることなく高いＳＮ比のドップラー信号により動体検出部で高精度に動体を検出することができるマイクロ波ドップラーセンサを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described background. The object of the present invention is to solve the above-described problems and to generate noise generated in a local oscillator with a simple configuration and external noise such as a fluorescent lamp. A microwave Doppler sensor that can detect a moving object with high accuracy by a moving object detection unit by using a Doppler signal having a high S / N ratio without being affected by the above-described problem.

上述した目的を達成するため、本発明に係るマイクロ波ドップラーセンサは、所定周波数の出力信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段で生成された前記出力信号を出力する前記送信アンテナと、前記送信アンテナから出力された前記出力信号の反射波を受信する受信アンテナと、前記反射波と、前記出力信号を周波数混合するミキサと、前記ミキサから出力される混合信号に基づいて動体を検出する動体検出手段とを備えたマイクロ波ドップラーセンサを前提とし、前記ミキサを２個設けるとともに、それら２個のミキサに対してそれぞれ前記反射波と前記出力信号を注入して周波数混合するようにし、前記２つのミキサへの前記反射波の各注入経路並びに、前記受信信号の各入力経路のすくなくとも一箇所に、その経路を流れる信号の位相を変更する位相変更手段を設け、前記２つのミキサの一方の出力から前記信号生成手段に負帰還するための負帰還信号を生成する負帰還信号生成手段を設け、前記出力信号は前記負帰還信号を基に振幅変調されるように構成し、前記動体検出手段は、前記２つのミキサの他方の出力に接続されるようにした。 In order to achieve the above-described object, a microwave Doppler sensor according to the present invention includes a signal generation unit that generates an output signal having a predetermined frequency, and the transmission antenna that outputs the output signal generated by the signal generation unit. A receiving antenna that receives a reflected wave of the output signal output from the transmitting antenna, a mixer that frequency-mixes the reflected wave, the output signal, and a moving object is detected based on the mixed signal output from the mixer. On the premise of a microwave Doppler sensor provided with a moving body detection means, two mixers are provided, and the reflected wave and the output signal are injected into each of the two mixers so as to perform frequency mixing, The reflected wave injection path to two mixers and the input path of the received signal flow through at least one point in the path. Phase changing means for changing the phase of the signal is provided, negative feedback signal generating means for generating a negative feedback signal for negative feedback from one of the outputs of the two mixers to the signal generating means is provided, and the output signal is Amplitude modulation is performed based on a negative feedback signal, and the moving body detection means is connected to the other output of the two mixers.

そして、好ましくは、前記位相変更手段は、動体からの反射波を受信した場合に、前記２つのミキサから出力される混合信号の位相差が１８０度になるように構成することである。 Preferably, the phase changing unit is configured such that when a reflected wave from a moving body is received, a phase difference between the mixed signals output from the two mixers is 180 degrees.

送信アンテナから出力された出力信号は、対象物で反射して戻ってくる。そして、その反射波が受信アンテナを介して受信される。このとき、対象物が移動する動体の場合、反射波は、ドップラー効果により周波数変調される。従って、反射波の周波数と出力信号の周波数が異なるため、ミキサから混合信号として出力されるドップラー信号は、所定の周波数からなる交流成分を含むものとなる。対象物が固定されている場合には、ドップラー効果が生じないので、反射波の周波数は出力信号と同じである。従って、ミキサから出力される混合信号は、０Ｈｚとなる。この相違に基づき、動体検出手段は動体の有無を判定できる。 The output signal output from the transmitting antenna is reflected by the object and returned. The reflected wave is received via the receiving antenna. At this time, in the case of a moving object in which the object moves, the reflected wave is frequency-modulated by the Doppler effect. Therefore, since the frequency of the reflected wave is different from the frequency of the output signal, the Doppler signal output as a mixed signal from the mixer includes an AC component having a predetermined frequency. Since the Doppler effect does not occur when the object is fixed, the frequency of the reflected wave is the same as the output signal. Therefore, the mixed signal output from the mixer is 0 Hz. Based on this difference, the moving object detection means can determine the presence or absence of a moving object.

そして、本発明では、一方のミキサの出力を局部発振器に負帰還し、信号生成手段に変調をかけることによって２つのミキサの出力において同相成分である振幅性雑音成分は抑圧され、逆相となるドップラー信号成分は伸張され、高いＳＮ比を得ることができ、動体検出手段での動体検出の精度が向上する。点灯している蛍光灯からの反射波の場合、振幅性雑音成分であるので、位相差は生じない。よって、局部発振器内で発生している振幅性雑音成分や回路中に飛び込んできたノイズの場合も、同様に抑圧できる。 In the present invention, the output of one mixer is negatively fed back to the local oscillator, and the amplitude noise component, which is an in-phase component, is suppressed in the outputs of the two mixers by modulating the signal generating means, resulting in a reverse phase. The Doppler signal component is expanded and a high S / N ratio can be obtained, and the accuracy of moving object detection by the moving object detection means is improved. In the case of a reflected wave from a fluorescent lamp that is lit, it is an amplitude noise component, and therefore there is no phase difference. Therefore, the amplitude noise component generated in the local oscillator and the noise jumping into the circuit can be similarly suppressed.

さらにまた、負帰還信号には外部から回路中に飛び込む振幅性雑音成分や局部発振器等において発生する振幅性雑音成分を負帰還成分として含んでおり、その信号で信号生成手段の出力信号に振幅変調を行うため、ミキサ出力の経時変化や温度特性によって雑音のレベルが変化したとしても、動体検出は他方の１つのミキサの出力だけを利用しているため抑圧特性や伸張特性への影響を極めて少なくすることができる。 Furthermore, the negative feedback signal includes an amplitude noise component that jumps into the circuit from the outside and an amplitude noise component generated in a local oscillator, etc., as a negative feedback component, and amplitude modulation is performed on the output signal of the signal generation means with that signal. Therefore, even if the noise level changes due to the aging of the mixer output or the temperature characteristics, the moving object detection uses only the output of the other mixer, so the influence on the suppression characteristics and expansion characteristics is extremely small. can do.

従って、本発明では、ドップラー信号のＳＮ比が高くなることで動体検出判定部での誤動作がなく、高精度に動体を検出することができる。そして、複雑なフィルタを設けること必要がないので、小型かつ簡単な回路構成を採ることができる。また、経時変化や温度特性によりミキサ出力の均衡が崩れることがなくなり安定したドップラー信号を得ることができる。 Therefore, in the present invention, since the SN ratio of the Doppler signal is increased, there is no malfunction in the moving object detection determination unit, and the moving object can be detected with high accuracy. And since it is not necessary to provide a complicated filter, a small and simple circuit configuration can be taken. Further, the balance of the mixer output is not disturbed due to a change with time and temperature characteristics, and a stable Doppler signal can be obtained.

そして、２つのミキサから出力される各混合信号のうち、少なくとも一方は位相変更手段により位相を変更（遅らせる／進める）して、２つの混合信号の位相差が１８０度となるように調整した場合には、逆相となるドップラー信号成分は２倍に伸張され、より高いＳＮ比を得ることができ、動体検出判定部での動体検出の精度が向上する。なお、本発明では、位相差は必ずしも１８０度に限ることなく所定の値とすることができる。例えば９０度とした場合にはドップラー信号成分は約１．４倍に伸張される。 When at least one of the mixed signals output from the two mixers is adjusted (delayed / advanced) by the phase changing means so that the phase difference between the two mixed signals is 180 degrees. In this case, the Doppler signal component that is in reverse phase is expanded by a factor of two, so that a higher S / N ratio can be obtained, and the accuracy of moving object detection in the moving object detection determination unit is improved. In the present invention, the phase difference is not necessarily limited to 180 degrees and can be a predetermined value. For example, when the angle is 90 degrees, the Doppler signal component is expanded about 1.4 times.

さらに好ましくは、前記送信アンテナと前記受信アンテナは、１つのアンテナにより構成されるように構成することである。送信アンテナ並びに受信アンテナを１つのアンテナで構成すると、発振器からアンテナに給電する導波管やマイクロストリップライン等の導波路に特定の距離を離してミキサを配置すると言った簡単な構造でマイクロ波ドップラーセンサを形成できる。さらに、位相差は２つのミキサ間の距離を変えることにより変更できるので、位相差の合わせ込み等、設計や製造も容易である。 More preferably, the transmitting antenna and the receiving antenna are configured to be configured by one antenna. When the transmitting antenna and the receiving antenna are composed of one antenna, the microwave Doppler has a simple structure in which a mixer is arranged at a specific distance from a waveguide such as a waveguide or a microstrip line that feeds the antenna from the oscillator. A sensor can be formed. Furthermore, since the phase difference can be changed by changing the distance between the two mixers, it is easy to design and manufacture such as adjusting the phase difference.

ここで、１つのアンテナとは、図５に示すように導波管の先端をホーン状にしたアンテナ３（ホーンアンテナ）のように、物理的に１個のものはもちろんのこと、図６に示す２枚のパターンからなるパッチアンテナのようなものも１つのアンテナに含まれる。 Here, one antenna is not only physically one, such as an antenna 3 (horn antenna) having a horn-shaped waveguide tip as shown in FIG. One antenna is also included such as a patch antenna composed of two patterns shown.

本発明では、動体からの反射波の場合には、２つの混合信号の位相差が生じ、固定物からの反射波の場合には位相差が生じないので、一方の混合信号の出力を負帰還信号として用い、局部発振器の出力に振幅変調をかけることで、振幅性雑音成分である局部発振器元来のノイズや点灯する蛍光灯からの反射波の影響による振幅性雑音成分、またノイズが直接ミキサ等の回路などに混入した場合等に発生する不要な振幅性雑音成分を抑圧することができる。さらに、同相であるドップラー信号成分は伸張されるため、ドップラー信号のＳＮ比を高くでき、動体検出判定部において誤動作無く高精度に動体を検出することができる。また従来技術のように２つの混合信号を差動増幅器により増幅しないため経時変化や温度特性でミキサ出力の均衡が崩れたとしても影響を受けることがなく不要な振幅性雑音成分の抑圧性能が悪化することもない。また、複雑なフィルタ等を構成する必要なく、簡単な構成でもって振幅性雑音成分の影響を受けることなく高精度に動体を検出することができる。 In the present invention, a phase difference between two mixed signals occurs in the case of a reflected wave from a moving object, and no phase difference occurs in the case of a reflected wave from a fixed object. Therefore, the output of one mixed signal is negatively fed back. By using amplitude modulation on the output of the local oscillator as a signal, the amplitude noise component due to the influence of the local oscillator's original noise that is the amplitude noise component and the reflected wave from the lit fluorescent lamp, or the noise is directly mixed It is possible to suppress an unnecessary amplitude noise component that occurs when the signal is mixed in a circuit such as the above. Further, since the Doppler signal component having the same phase is expanded, the SN ratio of the Doppler signal can be increased, and the moving object detection determination unit can detect the moving object with high accuracy without malfunction. Moreover, since the two mixed signals are not amplified by the differential amplifier as in the prior art, even if the mixer output is unbalanced due to aging or temperature characteristics, it is not affected and the suppression performance of unnecessary amplitude noise components deteriorates. I don't have to. Further, it is not necessary to configure a complicated filter or the like, and a moving object can be detected with high accuracy without being affected by the amplitude noise component with a simple configuration.

図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。図に示すように、局部発振器１１の出力が第１ミキサ１２並びに送信アンテナ１３に接続されている。また、第１ミキサ１２には、受信アンテナ１４にて受信した受信信号も入力され、そこにおいて受信信号に基づく信号と局部発振器１１から出力信号とが周波数混合される。受信アンテナ１４と第１ミキサ１２の間に第１位相器１６を挿入配置し、当該受信信号をその第１位相器１６を経由して第１ミキサ１２に入力するようにしている。そして、第１ミキサ１２において、第１位相器１６にて位相が変えられた受信信号と、局部発振出力（送信信号）とが周波数混合される。第１位相器１６は、位相を９０度遅延させるものであり、具体的には、λ／４の線路長を持つパターンにより構成する。 FIG. 3 shows a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the output of the local oscillator 11 is connected to the first mixer 12 and the transmission antenna 13. The first mixer 12 also receives a reception signal received by the reception antenna 14, and a signal based on the reception signal and an output signal from the local oscillator 11 are mixed in frequency there. A first phase shifter 16 is inserted between the receiving antenna 14 and the first mixer 12, and the received signal is input to the first mixer 12 via the first phase shifter 16. In the first mixer 12, the received signal whose phase is changed by the first phase shifter 16 and the local oscillation output (transmission signal) are frequency-mixed. The first phase shifter 16 delays the phase by 90 degrees, and is specifically configured by a pattern having a line length of λ / 4.

この第１ミキサ１２で周波数混合された信号が動体検出判定部１５に与えられ、動体の有無を判断するようになる。すなわち、後述するように、送信アンテナ１３から出射された出力信号（マイクロ波）は、その前方に位置する対象物２０に到達し、そこで反射された反射波が受信アンテナ１４で受信される。この受信アンテナ１４で受信した受信信号の周波数つまり反射波の周波数は、対象物２０が固定されているとすると、出力信号の送信周波数、つまり局部発振器１の発振周波数と同一となる。従って、交流成分がなく、第１位相器１６で位相が変えられた（９０度遅延された）としても第１ミキサ１２の出力は、０Ｈｚ（直流）となる。 The signal frequency-mixed by the first mixer 12 is given to the moving object detection determination unit 15 to determine the presence or absence of a moving object. That is, as will be described later, the output signal (microwave) emitted from the transmission antenna 13 reaches the object 20 positioned in front of it, and the reflected wave reflected there is received by the reception antenna 14. If the object 20 is fixed, the frequency of the reception signal received by the reception antenna 14, that is, the frequency of the reflected wave is the same as the transmission frequency of the output signal, that is, the oscillation frequency of the local oscillator 1. Therefore, even if there is no AC component and the phase is changed by the first phase shifter 16 (delayed by 90 degrees), the output of the first mixer 12 is 0 Hz (DC).

一方、対象物２０が移動する動体の場合、ドップラー効果により反射波の周波数は送信周波数と異なる。従って、動体である対象物２０からの反射波を受信アンテナ１４で受信した場合の第１ミキサ１２の出力は、所定周波数の交流信号となる。そこで、動体検出判定部１５は、たとえば、第１ミキサ１２から入力された信号の周波数が、所定周波数（特定の周波数あるいは所定範囲の周波数）の場合に、動体があると判定する。また、対象物２０が固定物の場合には、第１ミキサ１２の出力が０Ｈｚ（直流）、つまり、振幅が０となることから、出力レベルが一定以上の場合に動体があると判定することもできる。さらに、判定方法・アルゴリズムはこれらに限るものではなく、各種のものを適用できる。 On the other hand, in the case of a moving object in which the object 20 moves, the frequency of the reflected wave is different from the transmission frequency due to the Doppler effect. Therefore, when the reflected wave from the moving object 20 is received by the receiving antenna 14, the output of the first mixer 12 is an AC signal having a predetermined frequency. Therefore, the moving object detection determination unit 15 determines that there is a moving object, for example, when the frequency of the signal input from the first mixer 12 is a predetermined frequency (a specific frequency or a frequency within a predetermined range). Further, when the target 20 is a fixed object, the output of the first mixer 12 is 0 Hz (direct current), that is, the amplitude is 0, so that it is determined that there is a moving object when the output level is a certain level or higher. You can also. Further, the determination method / algorithm is not limited to these, and various methods can be applied.

さらに、位相を９０度遅延させる第２位相器１７並びに第２ミキサ１８を設け、局部発振器１１の出力を第２位相器１７を介して第２ミキサ１８に与えるとともに、受信アンテナ１４で受信した受信信号を第２ミキサ１８に与えるようにしている。これにより、第２ミキサ１８では、局部発振出力（送信信号）を第２位相器１７にて位相が９０度遅延された信号と、受信信号とが周波数混合される。この第２ミキサ１８の出力は、負帰還信号を生成する負帰還増幅器１９に入力される。 Further, a second phase shifter 17 and a second mixer 18 that delay the phase by 90 degrees are provided, and the output of the local oscillator 11 is supplied to the second mixer 18 via the second phase shifter 17 and received by the receiving antenna 14. A signal is supplied to the second mixer 18. As a result, in the second mixer 18, the signal obtained by delaying the phase of the local oscillation output (transmission signal) by the second phase shifter 17 by 90 degrees and the reception signal are frequency-mixed. The output of the second mixer 18 is input to a negative feedback amplifier 19 that generates a negative feedback signal.

負帰還増幅器１９は、第２ミキサ１８から与えられる入力信号の交流成分のみを通過させるためのコンデンサと差動アンプからなる。この差動アンプの反転入力端子にはコンデンサの出力が入力され、差動アンプの非反転入力端子には局部発振器１１の基準電圧となる直流電圧が供給されるような構成となっている。このようにすることで負帰還増幅器１９の出力は、局部発振器１１の基準電圧を第２ミキサ１８の逆相となる出力で変調した信号となり、局部発振器１５を負帰還信号により振幅変調することとなる。 The negative feedback amplifier 19 includes a capacitor and a differential amplifier for passing only the AC component of the input signal supplied from the second mixer 18. The output of the capacitor is input to the inverting input terminal of the differential amplifier, and the DC voltage that is the reference voltage of the local oscillator 11 is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier. By doing so, the output of the negative feedback amplifier 19 becomes a signal obtained by modulating the reference voltage of the local oscillator 11 with an output having a phase opposite to that of the second mixer 18, and the amplitude of the local oscillator 15 is modulated by the negative feedback signal. Become.

次に、上述した構成の装置の作用・動作原理を説明しつつ、本発明のドップラーセンサの機能を説明する。局部発振器１１から出力される信号は、送信アンテナ１３から出射され、その前方に位置する対象物２０に到達し、そこで反射された反射波が受信アンテナ１４で受信される。 Next, the function of the Doppler sensor of the present invention will be described while explaining the operation and operation principle of the apparatus having the above-described configuration. A signal output from the local oscillator 11 is emitted from the transmission antenna 13, reaches the object 20 positioned in front of the transmission antenna 13, and the reflected wave reflected there is received by the reception antenna 14.

この受信アンテナ１４で受信した受信信号の周波数つまり反射波の周波数は、対象物２０が固定されているとすると、出力信号の送信周波数、つまり局部発振器１１の発振周波数と同一となる。また、対象物２０が動体の場合には、ドップラー効果により、反射波の周波数は出力信号の送信周波数と異なる。なお、本実施の形態では、局部発振器１１から出力される局部発振信号と反射波との周波数差は１００Ｈｚとする。 If the object 20 is fixed, the frequency of the reception signal received by the reception antenna 14, that is, the frequency of the reflected wave, is the same as the transmission frequency of the output signal, that is, the oscillation frequency of the local oscillator 11. When the object 20 is a moving object, the frequency of the reflected wave is different from the transmission frequency of the output signal due to the Doppler effect. In the present embodiment, the frequency difference between the local oscillation signal output from the local oscillator 11 and the reflected wave is 100 Hz.

従って、まず対象物２０が動体とすると、第１ミキサ１２では、局部発振器１１からの信号が注入されるとともに、受信アンテナ１４で受信したドップラー信号が第１位相器１６にて位相が９０度遅らされた信号が入力される。従って、第１ミキサ１２の出力は、第１位相器１６がない場合に比べて位相が９０度遅れた信号が出力されることになる。 Therefore, when the object 20 is a moving object, the signal from the local oscillator 11 is injected into the first mixer 12 and the Doppler signal received by the receiving antenna 14 is delayed by 90 degrees in the first phase shifter 16. Signal is input. Accordingly, the output of the first mixer 12 is a signal whose phase is delayed by 90 degrees compared to the case where the first phase shifter 16 is not provided.

一方、第２ミキサ１８では、局部発振器１１からの信号が第２位相器１７を通過することにより位相が９０度遅れ、係る位相遅れした信号が注入されるとともに、受信アンテナ１４で受信したドップラー信号は、そのまま位相遅れを生じることなく第２ミキサ１８に与えられる。従って、第２ミキサ１８の出力は、第２位相器１７がない場合に比べて位相が９０度進んだ信号が出力されることになる。 On the other hand, in the second mixer 18, the signal from the local oscillator 11 passes through the second phase shifter 17, so that the phase is delayed by 90 degrees. The phase delayed signal is injected, and the Doppler signal received by the receiving antenna 14. Is supplied to the second mixer 18 without causing any phase delay. Accordingly, the output of the second mixer 18 is a signal whose phase is advanced by 90 degrees compared to the case where the second phase shifter 17 is not provided.

従って、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８からそれぞれ出力される混合信号の位相差は、１８０度となる。よって、一方のミキサ（ここでは、第２ミキサ１８）から出力される混合信号を、局部発振器１１の基準電圧を正転入力とした負帰還増幅器の反転入力への入力とすることで局部発振器１１の出力は振幅性雑音成分の逆相で振幅変調されることになり、振幅性雑音成分は抑圧される。なお、本実施の形態では、局部発振器１１の駆動電圧に対して変調を加えることで局部発振器１１の出力信号に振幅変調を与えるようにしたが、本発明は、係る構成に限定されるものではなく、局部発振器１１の出力信号に対して振幅変調を与えるようにできる構成であればどのような構成でもよい。 Therefore, the phase difference between the mixed signals output from the first mixer 12 and the second mixer 18 is 180 degrees. Therefore, the mixed signal output from one mixer (here, the second mixer 18) is used as the input to the inverting input of the negative feedback amplifier using the reference voltage of the local oscillator 11 as the normal input, thereby causing the local oscillator 11 to be input. Output is modulated in phase opposite to the amplitude noise component, and the amplitude noise component is suppressed. In this embodiment, modulation is applied to the drive voltage of the local oscillator 11 to apply amplitude modulation to the output signal of the local oscillator 11, but the present invention is not limited to such a configuration. Any configuration may be used as long as amplitude modulation can be applied to the output signal of the local oscillator 11.

一方、対象物２０が固定されている場合には、対象物２０にて反射してもドップラー効果は起こらず、反射波の周波数は送信アンテナ１３から出射された信号、つまり、局部発振器１１から出力される信号の周波数と同一となる。従って、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８の出力は０Ｈｚとなる。よって、連続的な信号となるので、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８の出力において、位相差は考える必要が無く、各出力の位相差は０とみなせ、振幅性雑音成分も発生しないため第１ミキサ１２の出力は０となる。 On the other hand, when the object 20 is fixed, the Doppler effect does not occur even if the object 20 is reflected, and the frequency of the reflected wave is the signal emitted from the transmitting antenna 13, that is, the output from the local oscillator 11. The frequency of the signal to be transmitted is the same. Accordingly, the outputs of the first mixer 12 and the second mixer 18 are 0 Hz. Therefore, since the signals are continuous, there is no need to consider the phase difference between the outputs of the first mixer 12 and the second mixer 18, the phase difference between the outputs can be regarded as 0, and no amplitude noise component is generated. The output of one mixer 12 is zero.

また、局部発振器１１が元来もつ振幅性雑音成分や、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８並びにその他の回路中に外部雑音や装置内部のＣＰＵに起因する雑音が誘導して振幅性雑音成分となるようなことがある。これらの雑音は、受信アンテナ１４で受信した信号に対する振幅変調と同様に扱えるため、局部発振器１１で生成される信号に含まれる負帰還信号により抑圧され、やはり、第１ミキサ１２の出力は０となる。 Further, the amplitude noise component inherent in the local oscillator 11, the external noise and the noise caused by the CPU in the apparatus are induced in the first mixer 12 and the second mixer 18 and other circuits, and the amplitude noise component. There are things like this. Since these noises can be handled in the same manner as amplitude modulation with respect to the signal received by the receiving antenna 14, it is suppressed by the negative feedback signal included in the signal generated by the local oscillator 11, and the output of the first mixer 12 is again 0. Become.

また、蛍光灯が点灯している場合を考えると、以下のようになる。商用電源（５０Ｈｚ）で点灯している蛍光灯（蛍光管）の放電周期は、その２倍の１００Ｈｚとなる。そのため、蛍光灯で反射された反射波を受信アンテナ１４で受信すると、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８の出力は、局部発振器１１から出力される信号に対し、係る１００Ｈｚの振幅変調がかかった信号となる。しかし、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８の出力は同相であるので、局部発振器１１で生成される信号に含まれる負帰還信号により抑圧され、第１ミキサ１２の出力は０となる。 Considering the case where the fluorescent lamp is lit, the following is obtained. The discharge cycle of a fluorescent lamp (fluorescent tube) that is lit by a commercial power supply (50 Hz) is 100 Hz, which is twice that of the discharge cycle. Therefore, when the reflected wave reflected by the fluorescent lamp is received by the receiving antenna 14, the output of the first mixer 12 and the second mixer 18 is subjected to the amplitude modulation of 100 Hz with respect to the signal output from the local oscillator 11. Signal. However, since the outputs of the first mixer 12 and the second mixer 18 are in phase, they are suppressed by the negative feedback signal included in the signal generated by the local oscillator 11, and the output of the first mixer 12 becomes zero.

ここで、本発明の構成により抑圧される振幅性雑音成分について数式を用いて説明する。図４は、図３に記載の回路を振幅性雑音成分抑圧の説明のために特化して記載した等価構成図である。なお、図中において送信アンテナ１３と受信アンテナ１４は一体化して記載し、また第１ミキサ１２と第２ミキサ１８に位相差を１８０度として、そのための位相器は図示省略している。 Here, the amplitude noise component suppressed by the configuration of the present invention will be described using mathematical expressions. FIG. 4 is an equivalent configuration diagram in which the circuit shown in FIG. 3 is specifically described for explaining the amplitude noise component suppression. In the figure, the transmitting antenna 13 and the receiving antenna 14 are described as being integrated, and the phase difference between the first mixer 12 and the second mixer 18 is 180 degrees, and a phase shifter for that purpose is not shown.

第１ミキサ１２と第２ミキサ１８はホモダイン検波器として動作し、それぞれＩＦ１、ＩＦ２が出力される。ＩＦ２の出力は、負帰還増幅器１９において局部発振器１１作動のための基準電圧Ｖｒｅｆに反転して重畳され、局部発振器の駆動電源Ｖｃｃとなる。 The first mixer 12 and the second mixer 18 operate as a homodyne detector and output IF1 and IF2, respectively. The output of IF2 is inverted and superimposed on the reference voltage Vref for operating the local oscillator 11 in the negative feedback amplifier 19, and becomes the driving power source Vcc for the local oscillator.

局部発振器１１内の動作を等価的に記載すると、局部発振器１１に入力された電圧Ｖｃｃは、局部発振器１１内に存在する振幅性雑音成分であるところの等価雑音源ＶｎとＶｃｃに含まれる帰還電圧ＶＦＢが混合（図中、変調器Ｍとして記載）する形となる。この変調器の出力は振幅制御電圧ＶＧＣとして局部発振器１１を作動させ振幅変調した出力信号を生成している。 When the operation in the local oscillator 11 is described in an equivalent manner, the voltage Vcc input to the local oscillator 11 is a feedback voltage included in the equivalent noise sources Vn and Vcc which are amplitude noise components existing in the local oscillator 11. VFB is mixed (shown as modulator M in the figure). The output of this modulator generates an output signal subjected to amplitude modulation by operating the local oscillator 11 as the amplitude control voltage VGC.

局部発振器から第２ミキサまでの変調感度Ｋａと帰還電圧ＶＦＢは式（１），（２）の形で表すことができ、以下の式変形により抑圧効果は（７）式として表すことができる。（７）式からわかる様に、振幅性雑音成分によるＩＦ２のノイズ成分は負帰還利得（Ｋａ×Ｋｂ）分抑圧される。これは局部発振器１１の振幅性雑音成分が抑圧されていることを示し、よって、ＩＦ１の振幅性雑音成分も抑圧される。

ここで、負帰還なしの時に振幅性雑音成分によるＩＦ２のノイズ（ΔＶＩＦ２′）は、（６）式のようになる。
The modulation sensitivity Ka and the feedback voltage VFB from the local oscillator to the second mixer can be expressed by the expressions (1) and (2), and the suppression effect can be expressed as the expression (7) by modifying the following expressions. As can be seen from the equation (7), the noise component of IF2 due to the amplitude noise component is suppressed by the negative feedback gain (Ka × Kb). This indicates that the amplitude noise component of the local oscillator 11 is suppressed, and thus the amplitude noise component of IF1 is also suppressed.

Here, the IF2 noise (ΔVIF2 ′) due to the amplitude noise component when there is no negative feedback is expressed by the following equation (6).

ΔＶＩＦ２′＝Ｋａ・ΔＶｎ ……（６）

よって、負帰還による抑圧効果は、（７）式で表される。

ΔVIF2 ′ = Ka · ΔVn (6)

Therefore, the suppression effect due to negative feedback is expressed by equation (7).

一方、対象物２０が動体の場合に生じる周波数変調されたドップラー信号を受信した場合には、ＩＦ１とＩＦ２のドップラー信号成分は逆相であるため、ＩＦ１からは所定レベルの信号が出力される。一方、対象物２０が一般の固定物の場合はもちろんのこと、点灯している蛍光灯であっても、ＩＦ１の出力は０となる。よって、動体検出判定部１５は、ＩＦ１の出力が所定レベル以上の信号があるか否かにより、動体の有無を判断することができる。具体的には、比較器により構成することができる。 On the other hand, when a frequency-modulated Doppler signal generated when the object 20 is a moving object is received, a signal of a predetermined level is output from IF1 because the Doppler signal components of IF1 and IF2 are in reverse phase. On the other hand, if the object 20 is a general fixed object, the output of IF1 is 0 even if it is a lit fluorescent lamp. Therefore, the moving object detection determination unit 15 can determine the presence or absence of a moving object depending on whether or not there is a signal whose IF1 output is equal to or higher than a predetermined level. Specifically, it can be configured by a comparator.

そして、係る構成を採ると、雑音により振幅変調がされても、係る雑音に基づく部分は局部発振器１１で生成される信号に含まれる負帰還信号により抑圧されるので、ドップラー信号に雑音が重畳して振幅変調されても、ＩＦ１の出力はドップラー信号のみに基づく信号となる。その結果、動体検出判定部１５は誤動作することなく高精度に判定処理をすることができる。 When such a configuration is adopted, even if amplitude modulation is performed by noise, the portion based on the noise is suppressed by the negative feedback signal included in the signal generated by the local oscillator 11, so that the noise is superimposed on the Doppler signal. Even if amplitude modulation is performed, the output of IF1 is a signal based only on the Doppler signal. As a result, the moving object detection determination unit 15 can perform the determination process with high accuracy without malfunction.

ところで、上述した第１の実施の形態を実現するための装置構成としては、例えば図５に示すような導波管を用いたタイプと、図６に示すようなマイクロストリップラインを用いた平面回路で構成するタイプなどがある。すなわち、図５に示すように、導波管３０の一端をホーン状に開口したアンテナ３１にするとともに、他端を閉塞した構成を採る。アンテナ３１は、送信アンテナと受信アンテナを兼用する。そして、係る他端に局部発振器１１を設ける。そして、同一線路上に局部発振器１１，第１ミキサ１２，第２ミキサ１８，アンテナ３１（送信アンテナ，受信アンテナ）を設ける。このとき、隣接する機器間の距離は適宜に設定できるが、少なくとも第１ミキサ１２，第２ミキサ１８間の距離は、λ／４だけ離すようにする。これにより、図３に示した回路と等価な立体回路が構成される。 By the way, as an apparatus configuration for realizing the first embodiment described above, for example, a type using a waveguide as shown in FIG. 5 and a planar circuit using a microstrip line as shown in FIG. There are types that consist of That is, as shown in FIG. 5, a configuration is adopted in which one end of the waveguide 30 is an horn-shaped antenna 31 and the other end is closed. The antenna 31 serves as both a transmission antenna and a reception antenna. A local oscillator 11 is provided at the other end. A local oscillator 11, a first mixer 12, a second mixer 18, and an antenna 31 (transmission antenna, reception antenna) are provided on the same line. At this time, the distance between adjacent devices can be set as appropriate, but at least the distance between the first mixer 12 and the second mixer 18 is separated by λ / 4. Thereby, a three-dimensional circuit equivalent to the circuit shown in FIG. 3 is formed.

また、図６に示すように、直線状のマイクロストリップライン４０に対し、端から局部発振器１１，第１ミキサ１２，第２ミキサ１８，アンテナ４１（送信アンテナ，受信アンテナ）を設ける（少なくとも第１ミキサ１２と第２ミキサ１８と間の距離はλ／４だけ離す）ことにより、図３に示した回路と等価な平面回路が構成される。もちろん、具体的な回路構成は、図示したものに限られないのは言うまでもない。アンテナ４１も、矩形状の２つのパターンから構成されるパッチアンテナとしたが、このパターン形状も各種のものを用いることができる。 Further, as shown in FIG. 6, the local oscillator 11, the first mixer 12, the second mixer 18, and the antenna 41 (transmitting antenna, receiving antenna) are provided from the end to the linear microstrip line 40 (at least the first antenna). By separating the distance between the mixer 12 and the second mixer 18 by λ / 4), a planar circuit equivalent to the circuit shown in FIG. 3 is formed. Of course, it goes without saying that the specific circuit configuration is not limited to that shown in the figure. The antenna 41 is also a patch antenna composed of two rectangular patterns, but various patterns can be used.

図５，図６に示す構成にすると、各素子等が直線状に形成された導波路（導波管３０，マイクロストリップライン４０）の適宜位置に配置された簡単な構成となるとともに、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８との配置位置（距離）を調整することにより、位相差の調整が行える。 The configuration shown in FIGS. 5 and 6 has a simple configuration in which each element and the like are arranged at appropriate positions in a linearly formed waveguide (waveguide 30 and microstrip line 40). The phase difference can be adjusted by adjusting the arrangement position (distance) between the mixer 12 and the second mixer 18.

図７は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態では、第１の実施の形態を基本とし、回路中に設ける位相器２１の設置位置を異ならせている。すなわち、位相器２１は、局部発振器１１と第１ミキサ１２との間に挿入配置する。そして、受信アンテナ１４で受信した受信信号は、位相器２１を介することなく第１ミキサ１２と第２ミキサ１８に入力するようにした。さらに、第２ミキサ１８に対し、局部発振器１１の局部発振信号も位相器２１を介することなくそのまま注入している。そして、ここで用いる位相器２１は、１８０度位相を遅らせる機能を持たせている。 FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the installation position of the phase shifter 21 provided in the circuit is varied based on the first embodiment. That is, the phase shifter 21 is inserted between the local oscillator 11 and the first mixer 12. The received signal received by the receiving antenna 14 is input to the first mixer 12 and the second mixer 18 without passing through the phase shifter 21. Further, the local oscillation signal of the local oscillator 11 is directly injected into the second mixer 18 without passing through the phase shifter 21. The phase shifter 21 used here has a function of delaying the phase by 180 degrees.

係る構成をとると、対象物２０が動体の場合、受信アンテナ１４で受信したドップラー信号はそのまま第１ミキサ１２に入力されるが、局部発振器１１から出力される局部発振信号は、１８０度位相が遅れて第１ミキサ１２に注入される。そのため、第１ミキサ１２の出力は、局部発振信号を基準に１８０度の位相差が生じる。一方、第２ミキサ１８の出力は、２つの入力経路に位相器がないので、位相遅れはない。よって、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８との出力の位相差は１８０度となり、いずれか一方のミキサ（ここでは、第２ミキサ１８）の出力信号を負帰還信号とし、この信号を基に局部発振器１１の出力信号の振幅を制御することで振幅性雑音成分を抑圧するようにしているので第１の実施の形態と同様に不要な振幅性雑音成分は抑圧される。 With this configuration, when the object 20 is a moving object, the Doppler signal received by the receiving antenna 14 is directly input to the first mixer 12, but the local oscillation signal output from the local oscillator 11 has a phase of 180 degrees. It is injected into the first mixer 12 with a delay. Therefore, the output of the first mixer 12 has a phase difference of 180 degrees with respect to the local oscillation signal. On the other hand, the output of the second mixer 18 has no phase delay because there is no phase shifter in the two input paths. Therefore, the phase difference between the outputs of the first mixer 12 and the second mixer 18 is 180 degrees, and the output signal of either one of the mixers (here, the second mixer 18) is used as a negative feedback signal. Since the amplitude noise component is suppressed by controlling the amplitude of the output signal of the local oscillator 11, unnecessary amplitude noise components are suppressed as in the first embodiment.

なお、対象物２０が固定物の場合には、位相差の遅れは関係ないため、点灯する蛍光灯か否かを問わず、局部発振器１１で生成される信号に含まれる負帰還信号により抑圧されるので、第１ミキサ１２と第２ミキサ１８の出力は共に０となる。よって、動体検出判定部１５は、第１の実施の形態と同様に、第１ミキサ１２の出力が所定レベル以上の信号があるか否かにより、動体の有無を判断することができる。なお、その他の構成並びに作用効果は、上述した第１の実施の形態と同様であるので、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。 When the object 20 is a fixed object, the delay of the phase difference is irrelevant and is suppressed by the negative feedback signal included in the signal generated by the local oscillator 11 regardless of whether it is a fluorescent lamp that is lit. Therefore, the outputs of the first mixer 12 and the second mixer 18 are both zero. Therefore, the moving object detection determination unit 15 can determine the presence or absence of a moving object depending on whether or not there is a signal whose output of the first mixer 12 is equal to or higher than a predetermined level, as in the first embodiment. Since other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment described above, the same reference numerals are assigned to corresponding members, and detailed descriptions thereof are omitted.

なおまた、位相を１８０度遅らす位相器２１は、上述した実施の形態に限ることは無く、例えば図８に示すように、受信アンテナ１４と第１ミキサ１２との間に挿入してもよいし、さらには、第２ミキサ１８側の経路に挿入してもよい。 The phase shifter 21 that delays the phase by 180 degrees is not limited to the above-described embodiment, and may be inserted between the reception antenna 14 and the first mixer 12 as shown in FIG. 8, for example. Further, it may be inserted into the path on the second mixer 18 side.

本発明の効果を実証するため、本発明に係るドップラーセンサを作成し実際の振幅性雑音成分の抑圧効果を測定した。図９は対象物２０が固定されている場合における図４に記載のＩＦ１とＩＦ２の出力状態を表したものである。図９（ａ）は、負帰還増幅器１９を削除した場合のＩＦ１とＩＦ２の出力を比較したものであり、ＩＦ１とＩＦ２には振幅性製雑音成分が現れている。一方、図９（ｂ）は、本発明を適用した場合のＩＦ１とＩＦ２の出力を比較したものでありＩＦ１，ＩＦ２とも振幅性雑音成分が抑圧されていることが確認できる。なお、ＩＦ１とＩＦ２から出力されるドップラー信号の位相差は１８０度となるように位相を設定している。 In order to demonstrate the effect of the present invention, a Doppler sensor according to the present invention was created and the actual suppression effect of the amplitude noise component was measured. FIG. 9 shows the output state of IF1 and IF2 shown in FIG. 4 when the object 20 is fixed. FIG. 9A shows a comparison of the outputs of IF1 and IF2 when the negative feedback amplifier 19 is deleted. Amplitude-made noise components appear in IF1 and IF2. On the other hand, FIG. 9B compares the outputs of IF1 and IF2 when the present invention is applied, and it can be confirmed that the amplitude noise component is suppressed in both IF1 and IF2. The phase is set so that the phase difference between the Doppler signals output from IF1 and IF2 is 180 degrees.

図１０は対象物２０が移動（ドップラーセンサの前で金属板を前後させている）している場合におけるＩＦ１とＩＦ２の出力状態を表したものである。図１０（ａ）は、本発明を適用せず、負帰還増幅器１９を用いない場合のＩＦ１とＩＦ２の出力を比較したものであり、ＩＦ１とＩＦ２の位相差はおよそ１８０度となり逆相で出力されていることがわかる。 FIG. 10 shows the output state of IF1 and IF2 when the object 20 is moving (the metal plate is moved back and forth in front of the Doppler sensor). FIG. 10A is a comparison of the outputs of IF1 and IF2 when the present invention is not applied and the negative feedback amplifier 19 is not used. The phase difference between IF1 and IF2 is approximately 180 degrees, and the output is in reverse phase. You can see that

図１０（ｂ）は、本発明を適用した場合のＩＦ１とＩＦ２の出力を比較したものである。ＩＦ２の信号はＩＦ２の出力を用いて局部発振器１１へ負帰還をかけることで局部発振器１１の出力信号を振幅変調しているため、局部発振器１１で生成される信号に含まれる負帰還信号により、ドップラー信号は抑圧され出力されない状態となる。また振幅性雑音成分も同様に負帰還信号に含まれているため、抑圧され、ＩＦ２の出力はドップラー信号成分、雑音成分共に抑圧されていることが確認できる。 FIG. 10B compares the outputs of IF1 and IF2 when the present invention is applied. Since the IF2 signal modulates the output signal of the local oscillator 11 by applying negative feedback to the local oscillator 11 using the output of IF2, the negative feedback signal included in the signal generated by the local oscillator 11 The Doppler signal is suppressed and is not output. Similarly, since the amplitude noise component is also included in the negative feedback signal, it is suppressed and it can be confirmed that the output of IF2 is suppressed for both the Doppler signal component and the noise component.

これに対し、ＩＦ１の出力は、ＩＦ２の出力を用いて局部発振器１１へ負帰還をかけることで局部発振器１１の出力信号を振幅変調しているため、局部発振器１１で生成される信号に含まれる負帰還信号により、負帰還信号と同相であるドップラー信号成分は伸張し、逆相となる振幅性雑音成分が抑圧される。この結果、図１０（ａ）のＩＦ１の出力信号に比べて明らかにＳＮ比が改善されていることが確認でき、本発明の効果の高さを確認することができる。 On the other hand, the output of IF1 is included in the signal generated by the local oscillator 11 because the output signal of the local oscillator 11 is amplitude-modulated by applying negative feedback to the local oscillator 11 using the output of IF2. The negative feedback signal expands the Doppler signal component that is in phase with the negative feedback signal and suppresses the amplitude noise component that is in reverse phase. As a result, it can be confirmed that the SN ratio is clearly improved as compared with the output signal of IF1 in FIG. 10A, and the high effect of the present invention can be confirmed.

従来例を示す図である。It is a figure which shows a prior art example. 引用文献１の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the cited reference 1. FIG. 本発明の第１の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態の等価構成図である。It is an equivalent block diagram of the 1st Embodiment of this invention. 第１の実施の形態を実際に構築する場合の立体回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the solid circuit in the case of actually constructing 1st Embodiment. 第１の実施の形態を実際に構築する場合の平面回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the planar circuit in the case of actually constructing 1st Embodiment. 本発明の第２の実施の形態の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明において移動物体が無い場合の効果を表す特性図である。It is a characteristic view showing the effect when there is no moving object in the present invention. 本発明において移動物体が存在する場合の効果を表す特性図である。It is a characteristic view showing the effect when a moving object exists in the present invention.

Explanation of symbols

１１局部発振器
１２第１ミキサ
１３送信アンテナ
１４受信アンテナ
１５動体検出判定部
１６第１位相器
１７第２位相器
１８第２ミキサ
１９負帰還増幅器
２０対象物
２１位相器
３０導波管
３１アンテナ
４０マイクロストリップライン
４１アンテナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Local oscillator 12 1st mixer 13 Transmission antenna 14 Reception antenna 15 Moving body detection determination part 16 1st phase shifter 17 2nd phase shifter 18 2nd mixer 19 Negative feedback amplifier 20 Object 21 Phase shifter 30 Waveguide 31 Antenna 40 Micro Stripline 41 antenna

Claims

Signal generating means for generating an output signal of a predetermined frequency;
The transmitting antenna that outputs the output signal generated by the signal generating means;
A receiving antenna that receives a reflected wave of the output signal output from the transmitting antenna;
A mixer for frequency-mixing the reflected wave and the output signal;
In a microwave Doppler sensor comprising a moving object detecting means for detecting a moving object based on a mixed signal output from the mixer,
Two mixers are provided, and the reflected wave and the output signal are injected into the two mixers so as to perform frequency mixing, and each of the output signal injection paths to the two mixers, and Provided in at least one place of each input path of the reflected wave is a phase changing means for changing the phase of the signal flowing through the path;
Negative feedback signal generating means for generating a negative feedback signal for negative feedback from one of the outputs of the two mixers to the signal generating means is provided, and the output signal is amplitude-modulated based on the negative feedback signal Configure
The microwave Doppler sensor, wherein the moving body detection means is connected to the other output of the two mixers.

The phase changing means is configured such that when a Doppler signal that is a reflected wave from a moving object is received, a phase difference between the mixed signals output from the two mixers is 180 degrees. Item 2. A microwave Doppler sensor according to Item 1.

The microwave Doppler sensor according to claim 1 or 2, wherein the transmitting antenna and the receiving antenna are configured by a single antenna.