JPH04130288A - マイクロ波ドップラセンサ - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、移動体の存在の有無を検出するマイクロ波
ドツプラセンサに関する。

（従来の技術） 一般に、自動ドアは、人がドアに近付いたのを検知して
、その検知信号によるモータ駆動により自動的にドアを
開けるように構成されている。

人が近付いたのを検知するセンサには色々な種類がある
が、その一つに、予めドアの手前方向にマイクロ波を放
射し、その放射波と近付く人からの反射波との間にドツ
プラ信号が生成されることを利用したマイクロ波ドツプ
ラセンサがある。

従来のマイクロ波ドツプラセンサは第３図に示すように
構成されていた。

即ち、マイクロ波の信号源ｌにはガン（Ｇｕｎｎ）ダイ
オードによるガン発振器が使用され、信号源ｌからのマ
イクロ波は矢印で示すようには分岐結合回路２を介して
、一部はミキサダイオードからなる混合器８に励振電力
として供給され、残りはアンテナ４を介して放射される
。

アンテナ４から放射され、人等の移動目標物でドツプラ
効果を受けた反射波は、そのドツプラ周波数だけ周波数
偏移を受けた後アンテナ４で受信され、分岐結合回路２
から混合器３に供給される。

この混合器３では、信号源１からの先の放射波と混合さ
れ、両波の周波数差に対応した信号がドツプラ出力信号
として出力端子５から取出される。

従って、人等の移動目標物が存在した場合は、それに対
応したドツプラ出力信号が出力端子５から取出されるの
で、この出力信号によって、モータ等を駆動しドアを開
閉操作させることができる。

しかしながら、上記従来のマイクロ波ドツプラセンサは
、混合器３が信号源１とアンテナ４との間の分岐結合回
路２に接続され、信号源ｌからのマイクロ波の励振電力
も目標からの反射波電力も、ともに分岐結合回路２での
変換損失を受けてから混合器３に供給されるから、混合
器３における受信感度を上げるには信号源ｌの出力を上
げる必要があった。

例えば、分岐結合回路２の変換損失が１２ｄＢ程度であ
るとすれば、実用上動作可能なドツプラ出力信号を得よ
うとすると、信号源１の出力電力は７　ｄＢｍ以上も必
要とする。しかしながら、信号源１の出力を大きくする
と、アンテナ４から放射した電波が他の通信機器や電子
機器への妨害波となることから、使用範囲や使用環境等
が制限されることとなり対策が要望されていた。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来のマイクロ波ドツプラセンサは、受
信側において所定の受信感度を得ようとするとアンテナ
から大きな出力電力を放射することとなるので、他の電
子通信機器等に障害電波を与える欠点があった。

この発明は、上記従来の欠点を解消し、簡単な構成によ
り、高受信感度でしかもアンテナからの放射電力が少な
くし得るマイクロ波ドツプラセンサを提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明によるマイクロ波ドツプラセンサは、マイクロ
波信号源がドレイン端子に接続された電界効果トランジ
スタ（ＦＥＴ）と、このＦＥＴのゲート端子に接続され
たアンテナとを具備し、前記ＦＥＴのドレイン端子又は
ソース端子からドツプラ出力信号を導出することを特徴
とする。

（作用） この発明によるマイクロ波ドツプラセンサは、移動目標
物へ放射するマイクロ波は、ＦＥＴのドレイン端子側か
らゲート端子側への漏洩波を利用するので、信号源の出
力を上げても十分に減衰された微小電力となってアンテ
ナから放射される。

一方、移動目標物からのドツプラ効果を得た微小な反射
波は、ＦＥＴのゲート端子に入力され、ＦＥＴの変換増
幅作用によりドレイン又はソース端子から十分増幅され
て導出されるので、信号レベルの高いドツプラ出力信号
を取出すことができる。

（実施例） 以下、この発明によるマイクロ波ドツプラセンサの実施
例を図面を参照し詳細に説明する。なお、第３図に示し
た従来の構成と同一構成には同一符号を付して詳細な説
明は省略する。

即ち、第１図はこの発明によるマイクロ波ドツプラセン
サの一実施例を示す回路図である。

即ち、ガン発振器からなるマイクロ波信号源１はＦＥＴ
８のドレイン端子６Ｄに接続される。

ＦＥＴ６のドレイン・ゲート間はアイソレーション特性
を有し、ドレイン端子８Ｄからゲート端子６Ｇへ漏洩し
た微小マイクロ波はアンテナ４を介して放射される。ま
た、ＦＥＴ６のドレイン端子６Ｄには、マイクロ波を阻
止し、ドツプラ信号を通過する低域通過フィルタ（ＬＰ
Ｐ）７を介して出力端子５が接続されている。

６１はＦＥＴ８への直流バイアス供給端子であり、ドレ
インバイアス抵抗６２、低域通過フィルタ７を順次介し
て、ドレイン端子８Ｄに接続される。

また、ＦＥＴ６のソース端子ＢＳには、マイクロ波及び
低周波のドツプラ出力信号を短絡接地するため、コンデ
ンサ６３及び電界コンデンサ６４が接続されており、６
５のソースバイアス抵抗、６６のバイアスリターン抵抗
が夫々接続されていることと相俟って、ＦＥＴ６はバイ
アス供給端子６１からの１電源で作動するように回路構
成されている。

そこで、アンテナ４を介して送信された微小電力のマイ
クロ波は、移動目標物でドツプラ周波数だけ偏移して反
射波となり、再びアンテナ４を介してゲート端子６Ｇに
供給される。ゲート端子８Ｇに供給された反射波は、Ｆ
ＥＴ６で増幅されドレイン端子６Ｄに導出されるが、こ
のときＦＥＴ６のドレイン電圧対ドレイン電流の非直線
特性によって信号源１からのマイクロ波と混合されるか
ら、送受信周波数の差の周波数成分、即ち、低周波のド
ツプラ出力信号のみがドレイン端子６Ｄから低域通過フ
ィルタ７を介して出力端子５に導出される。

なお、第１図では省略したが、ＦＥＴ６の信号入出力側
には夫々インピーダンス整合回路が接続される。

上記構成において、ゲート端子６Ｄからアンテナ４に向
は導出される送信波の電力は、ＦＥＴ６におけるドレイ
ン・ゲート間のアイソレーション特性により約１５ｄＢ
程度の信号抑圧を受けるから、仮にドレイン端子６Ｄに
１０ｄＢｍもの励振電力を供給した場合でも、ゲート端
子６Ｇでの出力電力は約−５ｄＢｍと十分に微小電力化
した放射波を得ることができる。

アンテナ４を介してＦＥＴ８のゲート端子６Ｇに供給さ
れる移動目標物からの微小な反射波は、ＦＥＴ８の変換
増幅作用を受はドレイン端子６Ｄでハ必要十分なレベル
のドツプラ出力信号として取出すことができる。

なお、第１図のＦＥＴ６による回路は、ドレイン形ＦＥ
Ｔ混合器として機能するので、大きな周波数変換利得を
有し、周波数変換時の雑音指数も良好である。

例えば、ＦＥＴ６単体での雑音指数が２ｄＢであるとき
、ドレイン−接地間電圧を約ＩＶ、　　ソース−接地間
を約０．５Ｖとなるように、各バイアス抵抗（６２，６
５，６６）値を設定したとすると、１０．５ＧＨｚのと
き混合器としての変換利得は約５　ｄＢ、雑音指数は約
４ｄＢと良好である。

以上のように、この実施例のマイクロ波ドツプラセンサ
は、信号源１の出力を上げても、アンテナ４からは十分
に微小な電力で放射されるから、他の通信機器へ妨害波
として影響を与えるようなことなく、シかも良好な受信
感度が得られる。

上記第１の実施例は、ドレイン端子６Ｄからドツプラ出
力信号を取出すように構成されたが、ソース端子ＢＳか
らドツプラ出力信号を取出すように構成することもでき
る。

即ち、第２図はこの発明によるマイクロ波ドツプラセン
サの第２の実施例を示すもので、バイアス供給端子６１
はマイクロ波及びドツプラ出力信号である低周波成分を
共に阻止する第１のチョークコイル６７を介してドレイ
ン端子６Ｄに供給され、ソース端子６Ｓには出力端子５
が接続されるとともに、ドツプラ出力信号を阻止する第
２のチョークコイル６８をソースバイアス抵抗Ｂ５と直
列接続して接地されている。

第２図のような回路構成でも、ドレイン端子６Ｄに信号
源１を接続し、ゲート端子６Ｇをアンテナ４に接続して
送受信するように構成したので、微小な放射波と必要十
分なレベルのドツプラ出力信号を得ることができる。

なお、上記各実施例では変換増幅素子として通常のＦＥ
Ｔを使用した場合を説明したが、同じくＦＥＴの一種で
あるＨ　Ｅ　Ｍ　Ｔ　（Ｈｉｇｈ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　
Ｍｏ−ｂｉｌｉｔｙ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をも使用
することができ、その場合、素子固有の特性上から混合
器としての変換利得が約７　ｄＢ、雑音指数が約２ｄＢ
の回路を構成することができる。また、信号源１として
は、ガン発振器のほかに通常のＦＥＴ発振器や誘電体共
振器を使用したＦＥＴ発振器をも使用することができる
。

以上のように、この発明によるマイクロ波ドツプラセン
サは、簡単な構成で、他の通信機器等への妨害波を与え
ることなく、良好なドツプラ出力信号を得ることができ
るものであり、実用上の効果大である。

［発明の効果コ この発明によるマイクロ波ドツプラセンサは、微小な放
射電力で動作するため、他の通信機器へ妨害電波を与え
ることなく、しがち高感度のため良好なドツプラ出力信
号を得ることができるものであり、自動ドア装置等に採
用して顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるマイクロ波ドツプラセンサの第
１の実施例を示す回路図、第２図はこの発明によるマイ
クロ波ドツプラセンサの第２の実施例を示す回路図、第
３図は従来のマイクロ波ドツプラセンサを示す回路図で
ある。 １・・・信号源、　２・・・分岐結合回路、３・・・混
合器、４・・・アンテナ、５・・・出力端子、　　６・
・・ＦＥＴ。 ７・・・低域通過フィルタ。 代理人　　弁理士　大　胡　典　夫 １：信号漣 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マイクロ波信号源がドレイン端子に接続された電界効果
   トランジスタと、この電界効果トランジスタのゲート端
   子に接続されたアンテナとを具備し、前記電界効果トラ
   ンジスタのドレイン端子又はソース端子からドップラ出
   力信号を導出することを特徴としたマイクロ波ドップラ
   センサ。