JPH01101486A - 移動体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はマイクロ波、ミリ波帯を走行する車両の検出の
ほか、速度、車両長の計測の機能を有する多機能車両セ
ンサとして応用できる移動体検出装置に関するものであ
る。

従来の技術 路上を走行する車両を検出して交通信号を制御し、運行
を円滑にするシステムが実用化されているが、これに用
いられている車両センサは超音波方式が主流となってい
るが、マイクロ波、ミリ波帯の電磁波を利用することも
できる。

第３図および第４図に従来から知られている電磁波方式
のドツプラ・レーダ、ＦＭレーダの例を示す。

第３図はドツプラ・レーダの例であるが、このレーダは
”マイクロ波車両検知装置”（牧本他。

電子送信学会電子装置研究会資料ＥＤ７３−７５（１９
７４年１月１．８）に示され℃いる。

またマイクロ波を利用した他のレーダセンサは、第４図
に示すＦＭレーダがある。第３図のドツプラレーダは、
無変調の送信波を用いるのに対し、ＦＭレーダは送信波
に直線ＦＭ（周波数が時間とともに変化）をかけ、反射
波のビート周波数が伝搬距離に比例することを利用した
距離センナである。したがってアンテナ１０１から放射
された領域Ｂで示すビーム内に移動体１０２がない時と
ある時のビート周波数の差から移動体１０２の存在を検
知することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、第３図に示したドツプラ・レーダの場合は、ア
ンテナ１０１のビーム領域Ａの方向は移動体１０２の進
行方向と直角にすることはできず、ある程度の角度を与
えて設定しなければならない。

このためドツプラ方式はビームが広がり移動体１０２の
分解能が劣化することが大きな欠点であることのほかに
、本来速度検出の機能であるために、移動体１０２が止
っている状態では移動体１０２が存在しているにもかか
わらず、何らの信号も発生しないという欠点を有してい
る。

これに対して、第４図に示したＦＭレーダ方式はビーム
方向を移動体の進行方向と直角にする必要がある（そう
でないと、ドツプラ・シフトを受は正確な測定ができな
い）ため、ビームの広がりを小さくでき、このため車両
計測の分解能が著しく向上する。しかし移動体１０２の
速度情報は全く得られないという欠点があった。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、車両の存在、通過
速度、車両長の検知が可能な、多機能でかつ小形、低コ
ストの移動体検出装置を実現しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、アンテナのビーム方向を二方向に切替えられ
るとするとともに、その送信波を無変調波とＦＭ変調波
との相互に切替えられるようにしたものである。

作　　　　用 本発明は上記構成により、無変調波を速度測定モードに
、ＦＭ変調波を距離測定モードにすることで、移動体の
速度・長さを測定できるようにしたものである。

実施例 第１図および第２図に本発明の一実施例を示す。

第１図において、１０１はビーム方向可変のフェイズド
・アレイアンテナ、１０２は移動体を示し、領域Ａは速
度計測の際の検知領域、領域Ｂは車両検出用の検知領域
を示す。

ビームが領域Ａのときは、送信波は無変調で、装置は速
度計測モードとなっている。またビームが領域Ｂのとき
は送信波はＦＭ変調波となっており、装置は距離測定モ
ードとなっている。

ビーム方向および測定モードの切替は、通常速度測定モ
ードの時間を長く（たとえば数Ｚｏｏｍｇ程度）、距離
測定モードの時間を短く（数１０ｍｓ程度）選んで、交
互に時分割で切替えて測定するように設定しておく。こ
の理由は、ドツプラ周波数はｌ０ＧＨ２帯でも数Ｈｚ〜
数ＫＨｚ程度と比較的周波数が低く、測定に時間を要す
るのに対し、距離測定は、伝搬距離が小さいから１回の
測定が数ｍｓあれば十分行えるからである。

また第１図の如く、移動体１０２の接近して来る方向に
ビームを向けていると最初に速度が測定できるため、こ
の測定が完了した時間点で、通常の距離測定モードの時
間より十分長いある一定時間距離測定モードとすると、
移動体１０２を分解能よく検出できる。またこのとき速
度と、領域Ｂに車両の存在している時間がわかるから、
移動体の長さが大略計測できる。

第２図は、第１図のものを具現化するための具体的な回
路構成を示すものである。２０１はアレイ・アンテナ（
複数の素子アンテナが直線状、あるいは平面上に配列さ
れたアンテナ）、２０２〜２０５は電気的に位相量が制
御できる可変移相器、２０６〜２０８は電力分配器（バ
イブジッド）、２１１は変調器、２１２は変調器の変調
をＦＭモードあるいはＣＷモード（無変調モード）に切
替えるモード切替器、２１０は制御端子である。

アレイ・アンテナ２０１は図では４素子の例を示してい
るが、素子数は測定条件により決定されるもので同素子
であってもよい。このアレイ・アンテナ２０１のビーム
方向は良く知られているように、各素子アンテナを励振
する位相条件により決定される。いま電力分配器２０６
〜２０８を同相ハイブリッドとすると、可変移相器２０
２〜２０５の入力での位相はすべてそろっている。制御
端子２１０の信号な′１”とし、このとき移相器２０２
〜２０５の移相量を００とすると、アレイアンテナ２０
１は同相励振されてアレイが直線状であればその直線に
垂直な方向に電波は放射される。このビーム方向を距離
測定モードとすると、モード切替器２１２はこのときＦ
Ｍモードとなっていなければならない。次に、制御端子
２１０の信号を”Ｏｎとするとき、各移相器２０２〜２
０５の移相量をｙ！１〜グ４とすると、各アンテナ素子
２０１はそれぞれ異なった位相で励振されるため合成ビ
ームは、同相励振の場合と異なった方向となる。この方
向は位相器２０２〜２０５の位相ｙｉ１〜ｙＩ４で制御
できるため、測定条件が決まれば任意に設定することが
できる。このビーム方向を速度測定モードにしておくと
、モード切替器２１２″０″ではＣＷモードとなり変調
器２１′ｌは無変調となっていなければならない。

なおこれらの回路は、マイクロ波帯を用いると、アンテ
ナもストリップ線路あるいはスロット線路で構成できる
ため一体化して同一基板上に設計することも可能である
。

発明の効果 本発明は以上のように、アンテナビームの切替えを送信
波の変調方式を同期して切替えることにより、同一の無
線回路を利用して、移動体の存在の有無、速度および長
さを測定するものであり、小形、低コストで多機能の移
動体センナを実現することができ、その工業的価値は極
めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における移動体検出装置の概
念図、第２図は同装置における要部ブロック結線図、第
３図は従来のドツプラ・レーダの概念図、第４図は従来
のＦＭレーダの概念図である。 １０１・・・アンテナ、１０２・・・移動体、２０１・
・・アレイ・アンテナ、２０２〜２０５・・・移相器、
２０６〜２０８・・・同相へイブリッド、２１１・・・
変調器、２１２・・・モード切替器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名！ｉ
ｍｌ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部からのアンテナ制御信号によりビーム方向を
   二方向に切替えるアンテナと、前記アンテナの制御信号
   と同期して前記アンテナの送信波を無変調波とＦＭ変調
   波に切替える切替手段とを具備し、前記無変調波を速度
   測定モード、ＦＭ変調波を距離測定モードにすることを
   特徴とする移動体検出装置。
2. （２）速度測定モードと距離測定モードを時分割で交互
   に切替えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の移動体検出装置。
3. （３）速度測定モードを数１００〜１０００ｍｓ、距離
   測定モードを数１０ｍｓに選んだことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の移動体検出装置。
4. （４）速度測定用のアンテナビームを移動体の接近する
   方向に向けて設置し、速度検出モードでドップラ周波数
   を検出したら直ちに一定時間連続して距離測定モードに
   切替ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の移
   動体検出装置。
5. （５）速度計測および移動体存在検出時間より移動体の
   長さを検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の移動体検出装置。