JP4819067B2 - Distance measuring device - Google Patents
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Description
本発明は2つの送受信機の間で高周波を送受信して、それら2つの送受信機間の距離を測定する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for transmitting and receiving a high frequency between two transceivers and measuring a distance between the two transceivers.
電磁波を反射する対象物までの距離を測定するため、送受信機が、当該反射対象物との間でフェーズロックドループを形成する構成が下記特許文献1に記載されている。
また、本発明者は、送受信機を2個1組として、2つの送受信機間でフェーズロックドループを形成し、数MHz程度の矩形波を数百乃至数GHzの高周波搬送波に載せて当該数MHz程度の矩形波の位相遅れを検出する発明を出願している(特願2006−206352、特開2007−148797)。
In addition, the inventor forms a phase-locked loop between two transceivers with a set of two transceivers, and places a rectangular wave of about several MHz on a high-frequency carrier wave of several hundreds to several GHz, which is several megahertz. An application for detecting a phase delay of a rectangular wave of a certain degree has been filed (Japanese Patent Application No. 2006-206352, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-148797).
本発明者らは、上述した距離測定装置を、例えば倉庫内において、フォークリフト等の搬送車の運転士から、視認の困難な歩行する作業員の位置を検出する装置としての適用を考えている。この場合、複数の搬送車から、各々が帯域の狭い、異なる周波数の高周波を送信する必要がある。
そこで本発明の目的は、帯域の狭い送信波により、2つの送受信機の間で高周波を送受信して、それら2つの送受信機間の距離を測定することを目的とする。
The present inventors consider application of the above-described distance measuring device as a device that detects the position of a walking worker who is difficult to see from a driver of a transport vehicle such as a forklift in a warehouse, for example. In this case, it is necessary to transmit high frequencies of different frequencies each having a narrow band from a plurality of transport vehicles.
Accordingly, an object of the present invention is to transmit and receive a high frequency between two transmitters / receivers using a transmission wave having a narrow band and measure a distance between the two transmitters / receivers.
請求項1に係る発明は、第1の送受信機及び第2の送受信機から成り、当該第1の送受信機と第2の送受信機との距離を測定する装置において、
第1の送受信機は、
正弦波を出力する電圧制御発振器と、
予め設定された周波数の正弦波を出力する第1高周波生成器と、
電圧制御発振器の出力により第1高周波生成器の出力を変調して、両側帯波を生成する第1変調器と、
第1変調器の出力を送信する第1送信アンテナと、
第1受信アンテナと、
第1受信アンテナにより受信した両側帯波から同期復調により信号を復調する第1同期復調器と、
所定周波数の正弦波を出力する周波数固定発振器とを有し、
第2の送受信機は、
第2受信アンテナと、
受信した両側帯波から同期復調により信号を復調する第2同期復調器と、
予め設定された周波数の正弦波を出力する第2高周波生成器と、
第2同期復調器の出力により第2高周波生成器の出力を変調して、両側帯波を生成する第2変調器と、
第2変調器の出力を送信する第2送信アンテナとを有し、
第1の送受信機の電圧制御発振器は、第1の送受信機と第2の送受信機とにより構成されたフェーズロックドループにおいて、第1同期復調器の出力が、周波数固定発振器の出力の位相と一致するように制御されており、
電圧制御発振器の出力の位相と、周波数固定発振器の出力の位相との比較により、第1の送受信機と第2の送受信機との距離を測定することを特徴とする距離測定装置である。
尚、本発明において、送信アンテナと受信アンテナは必ずしも独立したアンテナとする必要は無い。例えば、サーキュレータ又はデュプレクサを用いることで、送受信兼用のアンテナを1つずつ、第1の送受信機及び/又は第2の送受信機に設ける構成としても良い。
The invention according to claim 1 is an apparatus for measuring a distance between the first transceiver and the second transceiver, comprising the first transceiver and the second transceiver.
The first transceiver is
A voltage controlled oscillator that outputs a sine wave;
A first high frequency generator for outputting a sine wave having a preset frequency;
A first modulator that modulates the output of the first high-frequency generator by the output of the voltage-controlled oscillator to generate a double sideband;
A first transmitting antenna for transmitting the output of the first modulator;
A first receiving antenna;
A first synchronous demodulator for demodulating a signal by synchronous demodulation from both sidebands received by the first receiving antenna;
A fixed frequency oscillator that outputs a sine wave of a predetermined frequency,
The second transceiver is
A second receiving antenna;
A second synchronous demodulator that demodulates the signal from the received double sideband waves by synchronous demodulation;
A second high frequency generator for outputting a sine wave having a preset frequency;
A second modulator that modulates the output of the second high-frequency generator by the output of the second synchronous demodulator to generate a double sideband;
A second transmitting antenna for transmitting the output of the second modulator;
The voltage controlled oscillator of the first transmitter / receiver has a phase-locked loop composed of the first transmitter / receiver and the second transmitter / receiver, and the output of the first synchronous demodulator matches the phase of the output of the fixed frequency oscillator. Is controlled to
A distance measuring device that measures a distance between a first transceiver and a second transceiver by comparing a phase of an output of a voltage controlled oscillator and a phase of an output of a fixed frequency oscillator.
In the present invention, the transmitting antenna and the receiving antenna are not necessarily independent antennas. For example, by using a circulator or a duplexer, a configuration may be adopted in which antennas for both transmission and reception are provided one by one in the first transceiver and / or the second transceiver.
また請求項2に係る発明は、請求項1に記載の第1の送受信機及び第2の送受信機が各々2個以上用意されており、第1の送受信機の各々が有する第1高周波生成器の出力する高周波の周波数が互いに異なっており、第2の送受信機の各々が有する第2高周波生成器の出力する高周波の周波数が互いに異なっており、各第1の送受信機の第1同期復調器の前段に、可変高周波生成器と混合器とから成る周波数変換器と、周波数変換器の出力が入力される2つの帯域濾波器と、2つの帯域濾波器の出力を加算する加算器とを有し、2つの帯域濾波器の中心周波数は、電圧制御発振器出力の正弦波の周波数の2倍異なり、且つ各第1の送受信機は、他の第1の送受信機が送信中かどうかを判定する検出器を各々有し、各第1の送受信機は、検出器により、他の第1の送受信機のいずれか1つが送信中であると判定された場合には両側帯波の送信を行わず、他の第1の送受信機がいずれも送信中でないと判定された場合に両側帯波の送信を行うことを特徴とする。 Further, in the invention according to claim 2, two or more first transceivers according to claim 1 are prepared, and a first high frequency generator included in each of the first transceivers. The high-frequency frequencies output from the second transceivers are different from each other, and the high-frequency frequencies output from the second high-frequency generators of the second transceivers are different from each other. The first stage includes a frequency converter composed of a variable high-frequency generator and a mixer, two band-pass filters to which the output of the frequency converter is input, and an adder that adds the outputs of the two band-pass filters. And the center frequency of the two bandpass filters differs by twice the frequency of the sine wave of the voltage controlled oscillator output, and each first transceiver determines whether the other first transceiver is transmitting. Each having a detector, and each first transceiver comprises a detector Therefore, when it is determined that any one of the other first transceivers is transmitting, it is determined that neither of the other first transceivers is transmitting, without transmitting the double sideband. In this case, both sideband waves are transmitted.
正弦波で高周波を変調した両側帯波を用いると、理想的には高周波である搬送波の周波数と、信号波である正弦波の周波数との和及び差の周波数のみの2つの狭帯域の高周波を送受信することとなる。これを同期復調して、信号波である正弦波により別の周波数の高周波を変調した両側帯波を返送する。これを更に同期復調することで、2つの送受信機の間の距離が、信号波である正弦波の位相差として検出可能である。この際、正弦波の周波数をfとおくと、検出可能な距離Lの範囲は、2Lf/c(cは光速)となる。 When using a double sideband wave that has been modulated with a sine wave, ideally, two narrowband high frequencies, the sum of the frequency of the carrier wave that is a high frequency and the frequency of the sine wave that is the signal wave, and the difference frequency only. It will be sent and received. This is demodulated synchronously, and a double sideband wave obtained by modulating a high frequency of another frequency with a sine wave as a signal wave is returned. By further synchronously demodulating this, the distance between the two transceivers can be detected as a phase difference of a sine wave that is a signal wave. At this time, if the frequency of the sine wave is set to f, the range of the detectable distance L is 2Lf / c (c is the speed of light).
本発明においては、2つの送受信機の間でフェーズロックドループ(PLL)を形成して位相差を検出するので、出力が安定する。
また、請求項2の構成によれば、複数個の第1の送受信機のいずれか1つが信号波である正弦波により搬送波を変調して送信する。複数個の各第2の送受信機は各々異なる周波数の搬送波により返信する。送信を行った第1の送受信機は、例えば時分割により、各第2の送受信機からの返信を、順に復調して信号波の位相差を確認し、個々の第2の送受信機との距離を測定することが可能である。本発明においては、中間周波数帯域に変換して両側帯波の各々を、比較的狭い帯域幅の帯域濾波器で濾波すれば、各第2の送受信機の搬送波の周波数設定を好適に行えば良い。具体的には一例を実施例2で説明する。
In the present invention, a phase locked loop (PLL) is formed between the two transceivers to detect the phase difference, so that the output is stabilized.
According to the configuration of claim 2, any one of the plurality of first transceivers modulates a carrier wave with a sine wave that is a signal wave and transmits the modulated signal. Each of the plurality of second transceivers returns with a carrier wave having a different frequency. The first transmitter / receiver that performed the transmission demodulates the reply from each second transmitter / receiver in order, for example, by time division, and confirms the phase difference of the signal wave, and the distance from each second transmitter / receiver Can be measured. In the present invention, the frequency setting of the carrier wave of each second transmitter / receiver may be suitably performed by converting each of the double sideband waves into a band filter having a relatively narrow bandwidth after conversion to the intermediate frequency band. . A specific example will be described in the second embodiment.
以下、ブロック図を用いて本発明の具体的な実施例を説明する。ブロック図に記載された各構成部品は、必要な作用を有するものであれば、入手可能な任意のものを用いることができる。尚、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、各構成部品を置換したり、他の構成部品を追加することは当然に本発明の範囲内である。例えば、正弦波と矩形波とは位相差無しに交換可能であり、そのような部品を追加しても良い。
また、以下において、低域濾波器(LPF)及び帯域濾波器(BPF)は、それぞれ配置された場所において各構成の主旨に沿って、適切に設計されているものとする。
尚、以下の実施例の構成においては、説明の都合上、送信アンテナと受信アンテナを独立した2本有する構成のみを示している。しかし本発明の実施においては、送信アンテナと受信アンテナは必ずしも独立したアンテナとする必要は無い。例えば、サーキュレータ又はデュプレクサを用いることで、送受信兼用のアンテナを1つずつ、第1の送受信機及び/又は第2の送受信機に設ける構成としても良い。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to block diagrams. As each component described in the block diagram, any available component can be used as long as it has a necessary action. Of course, it is within the scope of the present invention to replace each component or add another component without departing from the spirit of the present invention. For example, a sine wave and a rectangular wave can be exchanged without a phase difference, and such components may be added.
In the following, it is assumed that the low-pass filter (LPF) and the band-pass filter (BPF) are appropriately designed in accordance with the gist of each component at the place where the low-pass filter (LPF) and the band pass filter (BPF) are arranged.
In the configuration of the following embodiment, only a configuration having two independent transmission antennas and reception antennas is shown for convenience of explanation. However, in the implementation of the present invention, the transmission antenna and the reception antenna are not necessarily independent antennas. For example, by using a circulator or a duplexer, a configuration may be adopted in which antennas for both transmission and reception are provided one by one in the first transceiver and / or the second transceiver.
図1は本願の具体的な実施例に係る第1の送受信機100及び第2の送受信機200の具体的な構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a specific configuration of a
図1の第1の送受信機100の構成のうち、送信部分は次の通りである。
周波数固定発振器10から、固定周波数fの正弦波が出力される。固定周波数発振器10の出力は、位相比較器11及び18、並びに第1高周波生成器14に入力される。
In the configuration of the
A sine wave having a fixed frequency f is output from the
位相比較器11は、低域濾波器12、電圧制御発振器13及び第1の送受信機100と第2の送受信機200の伝搬路を通した大きなフェーズロックドループ(PLL)を形成する。位相比較器11には帯域濾波器163の出力が入力される。こうして、帯域濾波器163の出力の位相が、周波数固定発振器10の出力の位相と一致するように電圧制御発振器13の出力する周波数fの正弦波の位相が進められる。
The
電圧制御発振器13の出力する周波数fの正弦波は、混合器15(第1変調器)に入力される。混合器15はダブルバランスドミキサで構成できる。また混合器15には第1高周波生成器14から周波数Nf(N≫1)の高周波が入力される。こうして、混合器15の出力から、帯域濾波器161で周波数Nf付近のみの両側帯波(DSB(Nf))が透過され、第1送信アンテナAT1から第2の送受信機200に送信される。尚、周波数Nfの搬送波は、完全に抑圧されていても、抑圧されずに共存していても良い。第1高周波生成器14は、詳細を図示していないが、例えば位相比較器、低域濾波器、電圧制御発振器、分周器とから成るフェーズロックドループ(PLL)により構成できる。
The sine wave of frequency f output from the voltage controlled
図1の第2の送受信機200の構成は次の通りである。
第2受信アンテナA2Rで受信された周波数Nf付近の両側帯波(DSB(Nf))は、帯域濾波器262で周波数Nf付近のみ透過され、第2同期復調器27により同期復調され、帯域濾波器263を透過して周波数fの正弦波が復調される。復調された周波数fの正弦波は混合器25(第2変調器)に入力される。第2同期復調器27としては詳細を示していないが、コスタスループの他、公知の任意の同期復調器を採用することができる。
固定周波数発振器20から周波数fの正弦波が出力され、第2高周波生成器24により周波数Mf(M≫1且つM≠N)の高周波が生成されて混合器25に入力される。こうして、混合器25の出力は帯域濾波器261で周波数Mf付近のみの両側帯波(DSB(Mf))が透過され、第2送信アンテナAT2から第1の送受信機100に送信される。尚、周波数Mfの搬送波は、完全に抑圧されていても、抑圧されずに共存していても良い。第2高周波生成器24は、詳細を図示していないが、例えば位相比較器、低域濾波器、電圧制御発振器、分周器とから成るフェーズロックドループ(PLL)により構成できる。
The configuration of the
The double sideband wave (DSB (Nf)) near the frequency Nf received by the second receiving antenna A 2R is transmitted only near the frequency Nf by the
A sine wave of frequency f is output from the fixed
図1の第1の送受信機100の受信部分の構成は次の通りである。
第1受信アンテナA1Rで受信された周波数Mf付近の両側帯波(DSB(Mf))は、帯域濾波器162で周波数Mf付近のみ透過され、第1同期復調器17により同期復調され、帯域濾波器163を透過して周波数fの正弦波が復調される。復調された周波数fの正弦波は位相比較器11に入力される。第1同期復調器17としては詳細を示していないが、コスタスループ他、公知の任意の同期復調器を採用することができる。
The configuration of the receiving part of the
The double sideband wave (DSB (Mf)) near the frequency Mf received by the first receiving antenna A 1R is transmitted only in the vicinity of the frequency Mf by the
以上のように構成されているので、図1の第1の送受信機100において、帯域濾波器163の出力の位相が、固定周波数発振器10の出力の位相と一致するように電圧制御発振器13の出力する周波数fの正弦波の位相が進められる。この位相差は、第1の送受信機100と第2の送受信機200の距離をL、光速度をcとして4πLf/c(単位はラジアン)である。よって位相比較器18で、固定周波数発振器10の出力と、電圧制御発振器13の出力との位相差4πPLf/c(単位はラジアン)に応じた電力が検出できる。即ち、第1の送受信機100と第2の送受信機200の距離Lを精度良く測定できる。
また、周波数fの正弦波により周波数Nf又は周波数Mfの高周波を変調した、両側帯波(DSB(Nf)及びDSB(Mf))を用いるので、占有する帯域が極めて狭い。
Since it is configured as described above, in the
Further, since the double sideband waves (DSB (Nf) and DSB (Mf)) obtained by modulating the high frequency of the frequency Nf or the frequency Mf with the sine wave of the frequency f are used, the occupied band is extremely narrow.
〔変形例〕
図2は、図1の実施例の構成を一部変更した、本願の変形例に係る第1の送受信機110及び第2の送受信機210の具体的な構成を示すブロック図である。
図2の第1の送受信機110は、図1の第1の送受信機100の、第1高周波生成器14に入力する固定周波数fcを、固定周波数発振器10の出力する周波数fと異なるものとするため、固定周波数fcの正弦波を出力する固定周波数発振器101を新たに追加したものである。また、第2の送受信機においては、固定周波数発振器20の出力する周波数をfcとした。このように、搬送波となる高周波は、変調信号となる周波数fの正弦波から逓倍又は分周等により生成する必要はない。尚、図2の第1の送受信機110と図1の第2の送受信機200を組み合わせても良いことはもちろんである。本発明においては、2つの送受信機でやりとりするための異なる周波数の2つの搬送波は、距離に応じた位相を検出するための周波数fの正弦波とは完全に独立し、何ら関連づけられない構成により生成して良い。
[Modification]
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the
図3は本願の具体的な他の実施例に係る2つの第1の送受信機150−iと第2の送受信機250−jの具体的な構成を示すブロック図である。図3には、第1の送受信機150−iを1個と第2の送受信機250−jを1個のみ示すが、以下に説明する通り、これらは各々複数個用意されている。図3で示す第1の送受信機150−iの第1高周波生成器14の生成する搬送波の周波数Nifが各第1の送受信機同士で異なっている。また、図3で示す第2の送受信機250−jの第2高周波生成器24の生成する搬送波の周波数Mjfが各第2の送受信機同士で異なっている。
FIG. 3 is a block diagram showing specific configurations of two first transceivers 150-i and second transceivers 250-j according to another specific embodiment of the present application. FIG. 3 shows only one first transmitter / receiver 150-i and one second transmitter / receiver 250-j, but a plurality of these are prepared as described below. The frequency N i f of the carrier wave generated by the first
第2の送受信機250−jは、各々当該第2高周波生成器24の生成する搬送波の周波数Mjfが互いに異なる他は全く同一の構成であり、実質的に図1に示した実施例1の第2の送受信機200と構成に違いは無い。
第1の送受信機150−iは、図1に示した実施例1の第1の送受信機100の構成に、次のような構成を付加したものである。
まず、第1受信アンテナAR1で受信された高周波に、他の第1の送受信機150−i'の送信する搬送波Ni'f(自身の搬送波Nifとは異なる)が検出された場合に混合器15の出力をオフする検出及び制御器15cが付加されている。
また、第1受信アンテナAR1で受信された信号は、帯域濾波器162を透過した後、次の構成により中間周波数帯域に変換される。即ち、両側帯波は、可変高周波生成器145の出力により、混合器155にて中間周波数帯域に変換される。例えば周波数(I+1)fと(I−1)fである。これらを、比較的狭い帯域幅の2つの帯域濾波器165U及び165Lにて、周波数(I+1)fの片側帯波と周波数(I−1)fの片側帯波として得る。この後加算器195で両側帯波として、同期復調器175で復調する。同期復調器175は、図1に示した実施例1の第1の送受信機100の同期復調器17と本質的には同じ構成で良いが、図1に示した実施例1の第1の送受信機100の同期復調器17が搬送波が周波数Mfである場合の信号の復調を行うのに対し、図3に示した本実施例の第1の送受信機150の同期復調器175が搬送波が周波数Ifである場合の信号の復調を行う点で異なるのみである。
ここで、2つの帯域濾波器165U及び165Lの出力は、検出及び制御器145cにも出力され、検出及び制御器145cの制御により、可変高周波生成器145の出力する高周波(Mj−I)fが制御される。
検出及び制御器145c、可変高周波生成器145及び混合器155が請求項2に係る発明おける周波数変換器に相当する。また、検出及び制御器15cが請求項2に係る発明おける検出器に相当する。
The second transceiver 250-j has the same configuration except that the carrier frequencies M j f generated by the second high-
The first transmitter / receiver 150-i is obtained by adding the following configuration to the configuration of the first transmitter /
First, when the carrier wave N i ′ f (different from its own carrier wave N i f) transmitted by the other first transceiver 150-i ′ is detected in the high frequency received by the first receiving antenna A R1. In addition, a detector and
Further, the signal received by the first receiving antenna A R1 is transmitted through the
Here, the outputs of the two
The detector and
このような構成の図3の2つの送受信機150及び250を配置させると、例えば次のように動作する。
まず、図3の第1の送受信機150−iでは、検出及び制御器15cにおいて、第1受信アンテナAR1で受信された高周波に、他の第1の送受信機150−i'の送信する搬送波Ni'f(自身の搬送波Nifとは異なる)が検出された場合に混合器15の出力がオフされ、距離測定のための周波数fの正弦波により周波数Nifの搬送波を変調された両側帯波は、送信されない。
一方、検出及び制御器15cにおいて、第1受信アンテナAR1で受信された高周波に、他の第1の送受信機150−i'の送信する搬送波Ni'f(自身の搬送波Nifとは異なる)が検出されない場合には混合器15の出力がオンされ、距離測定のための周波数fの正弦波により周波数Nifの搬送波を変調された両側帯波が送信される。
尚、検出及び制御器15cの機能は、無線LANで用いられるCSMA(Carrier Sense Multiple Access)の機能であり、容易に入手及び調整可能である。
When the two
First, in the first transmitter / receiver 150-i of FIG. 3, the detection and
On the other hand, in the detector /
The function of the detection and
図3の各第2の送受信機250−jにおいては、図1の第2の送受信機200とほぼ同様に、周波数fの正弦波により周波数Nifの搬送波を変調された両側帯波から同期復調により周波数fの正弦波が復調される。この際、周波数fの正弦波は、図3の第1の送受信機150−iと各第2の送受信機250−jの間の距離に基づく位相遅れが生じている。これにより、各第2の送受信機250−jにおいて各々異なる周波数Mjfの搬送波を変調して送信(返信)する。
In each of the second transceivers 250-j in FIG. 3, almost the same as the
まず、図3の第1の送受信機150−iでは、検出及び制御器15cにおいて、第1受信アンテナAR1で受信された高周波には、他の第1の送受信機150−i'の送信する搬送波Ni'f(自身の搬送波Nifとは異なる)が検出されない。
帯域濾波器162の出力が、可変高周波生成器145の出力する周波数(Mj−I)fの高周波と混合して比較的狭い帯域幅の帯域濾波器165U及び165Lに出力される。こうして、各々の帯域濾波器165U及び165Lから、周波数(I+1)fの片側帯波と周波数(I−1)fの片側帯波が出力される。これらを加算器195で加算し両側帯波として、同期復調器175で同期復調し、帯域濾波器163を透過させると、第1の送受信機150−iと各第2の送受信機250−jの間の2倍の距離に基づく位相遅れを有する周波数fの正弦波が出力される。
First, in the first transmitter / receiver 150-i of FIG. 3, the detector /
The output of the
ここで、図3において、送信中である第1の送受信機150−iは1個であるが、第2の送受信機250−jが複数であるので、送信中である第1の送受信機150−iでは複数の搬送波の周波数の異なる両側帯波が受信されることとなる。そこで、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fを、複数個の第2の送受信機250−jの搬送波の周波数Mjfの個数だけ切り替える構成とする。
具体的には、例えば距離測定のための正弦波の周波数fを5MHzとし、3個の第2の送受信機250−1、−2、−3の搬送波の周波数M1fを300MHz、M2fを295MHz、M3fを270MHzとし、中間周波数として、周波数Ifを50MHzとする。また、帯域濾波器165U及び165Lの中心周波数は55MHzと45MHzであって、例えばその帯域幅は2MHz程度であるものとする。
Here, in FIG. 3, there is one first transceiver 150-i that is transmitting, but there are a plurality of second transceivers 250-j, so the
Specifically, for example, the frequency f of the sine wave for distance measurement is 5 MHz, and the carrier frequencies M 1 f of the three second transceivers 250-1, -2, -3 are 300 MHz, M 2 f Is 295 MHz, M 3 f is 270 MHz, and the frequency If is 50 MHz as an intermediate frequency. Further, it is assumed that the center frequencies of the
今、第2の送受信機250−1から305MHzと295MHzの両側帯波、第2の送受信機250−2から290MHzと280MHzの両側帯波、第2の送受信機250−3から275MHzと265MHzの両側帯波が送信され、第1の送受信機150−iで受信されたとすると、第1の送受信機150−iでは、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fを、250MHz、235MHz、220MHzと切り替える。
まず、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fが、検出及び制御器145cにより250MHzとされる。この時、第2の送受信機250−1からの305MHzと295MHzの両側帯波は、混合器155で55MHzと45MHzの中間周波数帯域の両側帯波が生成され、帯域濾波器165U及び165Lを各々片側帯波として通過する。一方、第2の送受信機250−2からの290MHzと280MHzの両側帯波と、第2の送受信機250−3からの275MHzと265MHzの両側帯波とからは、40MHzと30MHzの両側帯波、25MHzと15MHzの両側帯波となり、帯域濾波器165U及び165Lをいずれも通過できない。
Now, double sidebands of 305 MHz and 295 MHz from the second transceiver 250-1, double sidebands of 290 MHz and 280 MHz from the second transceiver 250-2, both sides of 275 MHz and 265 MHz from the second transceiver 250-3 Assuming that a band wave is transmitted and received by the first transceiver 150-i, the first transceiver 150-i uses the high-frequency frequency (M j −I) f output from the variable high-
First, the high frequency (M j −I) f output from the variable
同様に確認すると、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fが235MHzである場合は、第2の送受信機250−2からの290MHzと280MHzの両側帯波が混合器155で55MHzと45MHzの中間周波数帯域の両側帯波が生成され、帯域濾波器165U及び165Lを各々片側帯波として通過できる。第2の送受信機250−1からの305MHzと295MHzの両側帯波と、第2の送受信機250−3からの275MHzと265MHzの両側帯波とからは、70MHzと60MHzの両側帯波、40MHzと30MHzの両側帯波が生成され、帯域濾波器165U及び165Lをいずれも通過できない。
同様に確認すると、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fが220MHzである場合は、第2の送受信機250−3からの275MHzと265MHzの両側帯波が混合器155で55MHzと45MHzの中間周波数帯域の両側帯波が生成され、帯域濾波器165U及び165Lを各々片側帯波として通過できる。第2の送受信機250−1からの305MHzと295MHzの両側帯波と、第2の送受信機250−2からの290MHzと280MHzの両側帯波とからは、85MHzと75MHzの両側帯波、70MHzと60MHzの両側帯波が生成され、帯域濾波器165U及び165Lをいずれも通過できない。
In the same manner, when the high frequency (M j -I) f output from the variable
In the same manner, when the high frequency (M j -I) f output from the variable
この際、3つの第2の送受信機250−1、2、3からの両側帯波のうち、電力の弱いものは返信が無いものとして次のように処理される。
まず、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fが、検出及び制御器145cにより、例えば250MHzとされる。この際、第2の送受信機250−1からの305MHzと295MHzの両側帯波の電力が所定値以上であると、混合器155で生成された55MHzと45MHzの中間周波数帯域の両側帯波は帯域濾波器165U及び165Lを各々片側帯波として通過する。この際、実施例1と同様に位相器18で位相差が検出され、距離が測定される。
所定の短時間の後、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fが、検出及び制御器145cにより例えば235MHzとされる。この際、第2の送受信機250−2からの290MHzと280MHzの両側帯波の電力が所定値以上であると、混合器155で生成された55MHzと45MHzの中間周波数帯域の両側帯波は帯域濾波器165U及び165Lを各々片側帯波として通過する。この際、実施例1と同様に位相器18で位相差が検出され、距離が測定される。
所定の短時間の後、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fが、検出及び制御器145cにより例えば220MHzとされる。この際、第3の送受信機250−3からの275MHzと265MHzの両側帯波の電力が所定値以上であると、混合器155で生成された55MHzと45MHzの中間周波数帯域の両側帯波は帯域濾波器165U及び165Lを各々片側帯波として通過する。この際、実施例1と同様に位相器18で位相差が検出され、距離が測定される。
At this time, among the two sideband waves from the three second transmitters / receivers 250-1, 2 and 3, those having low power are processed as follows, assuming that there is no reply.
First, the high frequency (M j −I) f output from the variable
After a predetermined short time, the high frequency (M j -I) f output from the variable
After a predetermined short time, the high frequency (M j −I) f output from the variable
尚、これらの切替えに際して、検出及び制御器145cにより、帯域濾波器165U及び165Lの出力の大きさが判定され、距離測定の要否と切替えのタイミング等の制御がされる。また、帯域濾波器165U及び165Lの出力の一方のみが閾値以上である場合には、全く関係の無いノイズによるものとして、距離測定は行われない。
また、第1の送受信機150−iは、所定の短時間で、可変高周波生成器145の出力する高周波の周波数(Mj−I)fを記憶された全ての周波数で1回ずつ、または所定回数ずつ出力して距離測定した後、混合器15の出力をオフし、他の第1の送受信機150−i'に距離測定を譲るものとする。尚、各第2の送受信機250−jは、どの第1の送受信機150−iからの信号であっても、同期復調により周波数fの正弦波を復調した後、差異無く返信を行う。
At the time of switching, the detection and
In addition, the first transceiver 150-i performs the high-frequency frequency (M j -I) f output from the variable high-
上記各実施例では、同期復調器を用いる構成としたが、両側帯波であるので、例えばダイオードを用いた包絡線検波により周波数fの正弦波を復調しても良い。 In each of the embodiments described above, the synchronous demodulator is used. However, since it is a double sideband wave, a sine wave of frequency f may be demodulated by envelope detection using a diode, for example.
本発明は、例えばフォークリフトのような、工場或いは倉庫内の複数の運搬装置の各々に送受信周波数が互いに異なる第1の送受信機を搭載し、当該工場或いは倉庫内で歩行する複数の作業員に第2の送受信機を携帯させることで、近くにいる作業員の存在を運搬装置の操縦者に知らせる警告装置として使用することができる。 The present invention includes a first transceiver having different transmission and reception frequencies in each of a plurality of transport devices in a factory or warehouse, such as a forklift, for example, for a plurality of workers walking in the factory or warehouse. By carrying 2 transceivers, it can be used as a warning device that informs the operator of the transport device of the presence of nearby workers.
100、110、150−i:第1の送受信機
200、210、250−j:第2の送受信機
10、101、20:固定周波数発振器
11、18:位相比較器
12:低域濾波器
13:電圧制御発振器
14:第1高周波生成器
145:可変高周波生成器
15:混合器(第1変調器)
15c:検出及び制御器
155:混合器
25:混合器(第2変調器)
161、162、163、261、262、263:帯域濾波器
165U、165L:透過帯域幅の狭い帯域濾波器
17、175:第1同期復調器
145c:検出及び制御器
195:加算器
24、245:第2高周波生成器
27:第2同期復調器
100, 110, 150-i:
15c: Detection and controller 155: Mixer 25: Mixer (second modulator)
161, 162, 163, 261, 262, 263: Bandpass filters 165U, 165L: Bandpass filters with
Claims (2)
前記第1の送受信機は、
正弦波を出力する電圧制御発振器と、
予め設定された周波数の正弦波を出力する第1高周波生成器と、
前記電圧制御発振器の出力により前記第1高周波生成器の出力を変調して、両側帯波を生成する第1変調器と、
前記第1変調器の出力を送信する第1送信アンテナと、
第1受信アンテナと、
前記第1受信アンテナにより受信した両側帯波から同期復調により信号を復調する第1同期復調器と、
所定周波数の正弦波を出力する周波数固定発振器とを有し、
前記第2の送受信機は、
第2受信アンテナと、
受信した両側帯波から同期復調により信号を復調する第2同期復調器と、
予め設定された周波数の正弦波を出力する第2高周波生成器と、
前記第2同期復調器の出力により前記第2高周波生成器の出力を変調して、両側帯波を生成する第2変調器と、
前記第2変調器の出力を送信する第2送信アンテナとを有し、
前記第1の送受信機の前記電圧制御発振器は、前記第1の送受信機と前記第2の送受信機とにより構成されたフェーズロックドループにおいて、前記第1同期復調器の出力が、前記周波数固定発振器の出力の位相と一致するように制御されており、
前記電圧制御発振器の出力の位相と、前記周波数固定発振器の出力の位相との比較により、前記第1の送受信機と前記第2の送受信機との距離を測定することを特徴とする距離測定装置。 In an apparatus comprising a first transceiver and a second transceiver, and measuring a distance between the first transceiver and the second transceiver,
The first transceiver is
A voltage controlled oscillator that outputs a sine wave;
A first high frequency generator for outputting a sine wave having a preset frequency;
A first modulator that modulates the output of the first high-frequency generator by the output of the voltage-controlled oscillator to generate a double sideband;
A first transmitting antenna for transmitting the output of the first modulator;
A first receiving antenna;
A first synchronous demodulator that demodulates a signal from both sideband waves received by the first receiving antenna by synchronous demodulation;
A fixed frequency oscillator that outputs a sine wave of a predetermined frequency,
The second transceiver is
A second receiving antenna;
A second synchronous demodulator that demodulates the signal from the received double sideband waves by synchronous demodulation;
A second high frequency generator for outputting a sine wave having a preset frequency;
A second modulator that modulates the output of the second high-frequency generator according to the output of the second synchronous demodulator to generate a double sideband;
A second transmitting antenna for transmitting the output of the second modulator;
The voltage controlled oscillator of the first transmitter / receiver is a phase-locked loop composed of the first transmitter / receiver and the second transmitter / receiver, and the output of the first synchronous demodulator is the frequency-fixed oscillator. Is controlled to match the output phase of
A distance measuring device for measuring the distance between the first transceiver and the second transceiver by comparing the phase of the output of the voltage controlled oscillator and the phase of the output of the fixed frequency oscillator. .
前記第1の送受信機の各々が有する前記第1高周波生成器の出力する高周波の周波数が互いに異なっており、
前記第2の送受信機の各々が有する前記第2高周波生成器の出力する高周波の周波数が互いに異なっており、
各前記第1の送受信機の前記第1同期復調器の前段に、
可変高周波生成器と混合器とから成る周波数変換器と、
前記周波数変換器の出力が入力される2つの帯域濾波器と、
前記2つの帯域濾波器の出力を加算する加算器とを有し、
前記2つの帯域濾波器の中心周波数は、前記電圧制御発振器出力の正弦波の周波数の2倍異なり、
且つ各前記第1の送受信機は、他の前記第1の送受信機が送信中かどうかを判定する検出器を各々有し、
各前記第1の送受信機は、前記検出器により、他の前記第1の送受信機のいずれか1つが送信中であると判定された場合には両側帯波の送信を行わず、他の前記第1の送受信機がいずれも送信中でないと判定された場合に両側帯波の送信を行うことを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。 Two or more each of the first transceiver and the second transceiver are prepared,
The high frequency output from the first high frequency generator of each of the first transceivers is different from each other,
The high frequency output from the second high frequency generator of each of the second transceivers is different from each other,
Before the first synchronous demodulator of each of the first transceivers,
A frequency converter composed of a variable high-frequency generator and a mixer;
Two bandpass filters to which the output of the frequency converter is input;
An adder for adding the outputs of the two bandpass filters;
The center frequency of the two bandpass filters is twice the frequency of the sine wave of the voltage controlled oscillator output,
And each said 1st transceiver has a detector which judges whether other said 1st transceiver is transmitting, respectively,
Each of the first transmitter / receivers does not transmit a double sideband when the detector determines that any one of the other first transmitter / receivers is transmitting. The distance measuring device according to claim 1, wherein when it is determined that none of the first transceivers is transmitting, both sideband waves are transmitted.
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