JPH04258233A - 動物拘束装置 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は動物拘束装置、特に無線
信号および動物が着用する首輪などを使用して、動物が
指定区域からさまよい出ないようにする警報信号を発生
するような上記装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】これまで、ヤード（放牧場、庭を含む）
内に動物を閉じこめるようにそれらの移動を制限する多
数の装置が開発されてきた。ペック（ｐｅｃｋ）の米国
特許第３，７５３，４２１号は、動物を拘束すべき区域
の境界を定めるために電流が流れる電線が利用される装
置について開示している。制限すべき動物の首輪に検出
器を取り付けて、電線からの信号を受信する。もし動物
が境界電線に余りに接近し過ぎると動物に対して警報シ
ョックが発生する。この装置は相当に有効であったが、
電流を流しかつ区域の境界の回りに露出または埋込まれ
る長い電線についての必要条件を含む多くの制限がある
。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ブローズ（Ｂｒｏｓｅ
）の米国特許第４，８９８，１２０号は、動物を拘束す
べき区域を示すパラメタを動物につけられた送信機から
送られて中央受信機により受信される信号を評価して決
定し、中央ユニットは動物に付けられた装置に信号を送
って警報の衝撃、音などを発生させるという複雑な装置
を開示している。これによって、動物が自由に歩き回る
区域の一段ときめ細かな決定が可能になり、そして境界
の回りに露出電線を必要とすることが回避される。 【０００４】本発明の第１の目的は、比較的簡単な送信
機、および動物に取り付けられ、送信機アンテナからの
信号の強度に反応するユニットを用いて、動物を定めら
れた区域に拘束する新しい装置を提供することである。 【０００５】他の目的は、動物に取付られる受信ユニッ
トが送信アンテナに対する動物の相対的方向に関係なく
、かつ動物の回りの他の物体の存在に関係なく作動する
ような装置を提供することである。 【０００６】更に他の目的は、受信機が市販で入手でき
る部品を用いて容易に、かつ比較的小形に組立てられる
ような装置を提供することである。 【０００７】また別の目的は、性能が確実で比較的寿命
の長い装置を提供することである。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による動物制限装置は、動物を拘束すべき区
域内またはそれに隣接して置かれる無線信号を発生させ
る無線周波送信機、その無線周波信号を放射するため送
信機に作動的に接続された送信アンテナ、および動物に
装着されその信号を受信するユニットを備える。 【０００９】前記ユニットは首輪型式であり各々受信ア
ンテナを持つ多数の無線信号受信機を含み、各受信機の
受信アンテナの最大感度の軸は異なる方向に向けられて
いる。またこれら受信アンテナによって受信された無線
信号の電界強度に基づく合成電界強度の信号をつくる装
置が設けられる。この合成電界強度信号は構成アンテナ
のどれよりも指向性感度が弱い。さらに、前記合成電界
強度が所定値以下になると、これを検出する装置と、合
成電界強度が所定値より弱くなるのに応動して警報信号
を動物に対して発生する装置とを含む。 【００１０】好ましくは、前記ユニットには各々同じ感
度の高指向性アンテナをもった３台の受信機を備える。 また合成電界強度は各アンテナによって受信される信号
の電界強度のベクトル和であって、各アンテナの最強感
度の軸が互いに直交するように配置された３つのアンテ
ナにより受信される信号の電界強度の自乗和の平方根と
して求められる。 【００１１】各受信機からの電界強度の信号は、時分割
多重で、なるべくＲＭＳ−直流コンバータによって直流
電圧に変換されることが望ましい。送信アンテナは、最
小電気ダイポール・レスポンスを持つ磁気ループ型であ
ること、　　また受信アンテナは、フェライト・コアを
持つ磁気ループ型であることが望ましい。 【００１２】好適な組立体では、ユニットは、合成電界
強度が２つの所定値の何れか１つより小さくなったとき
それを検出する手段と、それと組合されて作動する２つ
の信号発生装置を備える。 【００１３】前記ユニットは、動物が所定の時間を越え
た期間、前記第１および第２の所定値によって画定され
る範囲内の領域に止まっているとき、第２の警報信号装
置を作動させる装置を含むことができる。また動物が前
記範囲内の領域を去らずに前記第１の所定値よりも強い
電界強度を持つ区域に戻らないとき、第２の警報信号装
置を作動させないようにする装置を含むことができる。 【００１４】また、もし動物が電界強度が第１所定値以
下である区域に所定時間を越えた期間止まっているとき
、両警報信号装置を不作動にする装置が含まれることが
望ましい。電界強度が第１所定値以上ある区域に動物が
戻るとこの警報信号装置を不作動にする装置はリセット
されて、システムは再び起動される。 【００１５】ユニットは、警報信号発生装置が再起動さ
れる前の所定時間合成電界強度を分析する装置を含むこ
とが望ましい。また送信周波数は８０ＫＨｚ〜１５ＭＨ
ｚの範囲内にあることが望ましい。前記各種の評価の実
行のために、ユニットにはマイクロプロセッサを含む。 【００１６】 【実施例】図面を参照すると、図１は本発明の動物拘束
装置の使用される環境の１例を示す。Ｈで表わされた家
は、犬Ｄが歩き回るようにされているヤードＹを有する
。装置は家Ｈの中に設けられた発信機Ｔを含み、発信機
Ｔは屋外の遠隔アンテナＡに接続される同軸ケーブルＣ
を含む。ケーブルＣはアンテナＡと共に殆んど、または
完全に地中にある。境界線ＳおよびＺは、アンテナから
の放射距離に基づきアンテナＡからの放射範囲を３つの
ゾーンに分離する。 【００１７】本発明の装置は、無線周波数（ＲＦ）信号
連続送信する位置固定送信機Ｔと、犬Ｄの首輪・ユニッ
ト１０に取り付けられている移動受信機組立体を含む。 受信機組立体はＲＦ信号を受信しかつ受信信号の強さま
たは電界強度を測定する。送信された信号の電界強度は
、送信機のアンテナＡから受信機組立体までの距離が離
れるにつれて弱くなるので、受信組立体で送信信号の電
界強度を測定することによってアンテナＡから受信組立
体すなわち犬までの距離を測定することができる。 【００１８】図１の犬Ｄに装着された首輪ユニット１０
は、図２に示すように、犬の首の回りに固定するように
バックル１２をもったストラップ１１を含む。首輪ユニ
ット１０はハウジング１６の内に置かれた受信機組立体
１３を備えている。また犬に衝撃または「こらしめ」を
与えるために使用される２個の電極１５がある。ハウジ
ング１６は一般に、首輪ユニット１０の下方部分、すな
わち犬の首の下に支持されており、またハウジング１６
には犬に聞えるように可聴音を通す開口１７（または音
を透過する部分）が形成される。ハウジング１６の中に
は、受信装置が設けられる。受信装置は、複数の受信機
を含み、各受信機のアンテナはその最大感度軸を後で説
明するような方向に向けられている。 【００１９】本発明では、犬の首輪１０に取り付けられ
た受信機組立体１３は、その各受信機で受信された信号
強度を測定することによってアンテナＡからの距離を決
定することができる。しかし、送信アンテナＡに対する
犬の方向が測定に影響を及ぼすならば信号強度は犬が向
いている方向や、適確な測定に左右されるからであり、
また受信機が犬の首の側部、頂部または底部のどこにあ
るかによって、さらに犬の高さによって大きく左右され
るので、犬に、ヤードＹのどの区域は自由に行動が許さ
れ、どの区域は許されないかを、学習させることができ
ないであろう。 【００２０】その上、送信機によって投射された電界パ
ターンは、円形の封じ込め区域を予め適当な正確さをも
って予測し得る程度に全方向に一様であり、かつ電界パ
ターンは送信アンテナＡからの半径方向距離を正確かつ
反復可能に測定し得るように半径方向に最大の変化を与
えることが望ましい。「半径方向最大変化」とは、送信
機からの単位距離当たりの電界強度の変化率が半径方向
に最大であることを意味する。電界強度が送信機からの
距離と共に急速に変化するような装置においては、装置
内の雑音により、空間測定が不確実になる程度は小さく
なる。 【００２１】最後に、送信機、特に受信機の消費電力は
最小でなければならない。以下に説明される通り、犬の
首輪・ユニット１０の上に取り付けられた受信機組立体
１３は３台の別々な受信機を含む。この配列により、異
なる軸に関する受信信号の空間ベクトルＢの長さすなわ
ち強さを測定することができる。図３は、受信信号の電
界強度の実質的に互いに直交するＸ，ＹおよびＺ軸方向
のベクトル成分Ｂｘ　，Ｂｙ　，Ｂｚ　を示す。この３
つのベクトルにより合成されるベクトルＢの長さは、次
式の平方根である。 【００２２】 【数１】〔（Ｂｘ　）２　＋（Ｂｙ　）２　＋（Ｂｚ　
）２　〕．【００２３】従って受信機の各々の軸Ｘ，Ｙ
およびＺに沿う磁界（電界）の成分を測定することによ
って、全電界のベクトルを計算するに要する情報を得る
ことができる。図４は、図２に例示されたような首輪ユ
ニット１０のハウジング１６の中に含まれた受信機組立
体１３のブロック図である。 【００２４】以下に詳細に説明される通り、受信機組立
体１３には、３つのアンテナが有り、そのおのおのは指
向性が強く、また最大感度の軸は事実上相互に垂直（す
なわち直交）であり、アンテナは図１に見られる通り、
送信機Ｔから送られて中央点のアンテナＡから発信され
る無線周波数信号を受信するようにされている。 【００２５】受信機組立体１３は、３台の受信機２１，
２２ならびに２３を含みそれぞれのアンテナ２１ａ，２
２ａ，および２３ａの出力を受信するように持続されて
いる。受信アンテナ２１で受信される信号は、すべてア
ンテナＡからのものである。 【００２６】各アンテナ２１ａ，２２ａおよび２３ａは
、フェライト・コアの上に巻かれた磁気ループ型である
ことが望ましい。ループ型アンテナが好ましいのは、磁
気ループ型アンテナの有効長さが、フェライト・コアの
上にアンテナ電線の巻線を多く巻くことによってアンテ
ナの構造上の大きさを実質的に増加することなしに強め
られるからであり、また動物のような導電物体の存在に
よって磁界が実質的に影響を受けないからである。各ア
ンテナ２１ａ，２２ａおよび２３ａは指向性が強く；Ｘ
アンテナは、Ｘ軸に沿って最大の感度で、ＹおよびＺ軸
に沿って感度がほぼゼロとなるように方向づけされてい
る。Ｙアンテナは、Ｙ軸に沿って最大感度で、Ｘおよび
Ｚ軸に沿ってほぼ感度ゼロとなるよう、またＺアンテナ
は、Ｚ軸に沿って最大の感度で、ＸおよびＹ軸に沿って
ほぼ感度ゼロとなるように方向づけられる。しかし、言
うまでもなく、犬の向きにより、各アンテナは異なる電
界強度の送信信号を捕足することができる。Ｘ，Ｙおよ
びＺ軸は随意に定められるが、合成電界強度を決定する
ために相互に垂直でなければならない。 【００２７】受信機２１に関してのみ図示されているが
、各受信機２１，２２および２３は、受信したＲＦ信号
を局部発振器２５からの第２入力と共にミキサ２４の１
次入力に加える。各受信機２１，２２，２３のミキサ２
４は、増幅器／フィルタ２６に出力を与える。局部発振
器２５はすべての受信機ミキサ２４に共用することがで
きる。各受信機２１，２２，２３は、３ウエイ・スイッ
チ２８のように簡潔化された形で示される時分割多重装
置２７に出力を与える。時分割多重装置２７は、後で説
明されるように、クロック２７ａの制御を受けて作動す
る。時分割多重装置２７の出力は制限器３０に加えられ
る。 【００２８】後で示される通り、もしアンテナ２１ａ，
２２ａ，２３ａの最大感度の軸が互に直交していないと
きは、非直交アンテナの信号に、数学的な処理を施すこ
とによって、１組の完全直交信号を、完全な直交性に比
べて僅かの偏差をもって、導くことができる。この数学
的処理は、異なる利得を持つ加算器および減算器のよう
なアナログ回路で容易に組立てられる線形和により近似
することができる。しかし、回路の複雑性、コスト、消
費電力、および取付空間を減少させるために、最高感度
軸（又は対応する最小感度の平面）が相互に垂直（すな
わち球形のコーナ）となるようにアンテナ２１ａ，２２
ａ，および２３ａを位置決めすることが望ましく、その
結果それぞれの受信機の出力信号は一組の直交ベクトル
を表わす。 【００２９】各受信機２１，２２および２３は、ミキサ
２４に接続された従来型のアンテナ共振回路（図示され
ていない）を含み、ミキサ２４は増幅器フィルタ２６に
接続される。アンテナ共振回路は、送信機の選ばれた作
動周波数で共振するように同調されたＬ−Ｃ共振回路の
磁気ループ・アンテナを形成する。この共振器は関連す
る狭帯域内の信号電圧を増幅する信号周波数変成器とし
て働く一方、アンテナの見かけインピーダンスをも押し
上げる。つまり、アンテナの放射抵抗は、ミキサの１次
入力に対して共振がない場合よりも見かけ上大きくする
。これは、入力信号を増幅、もしくは信号対雑音比を大
きして装置の性能を改良する効果をもつ。 【００３０】各受信機の増幅器−フィルタ２６は、ミキ
サ２４からの信号に十分な利得を与えるので、後で説明
するように、下方しきい値検出回路によって好適に処理
される。利得を与える他に、増幅器−フィルタ２６は装
置の周波数帯域幅を制限する働きをし、それによってＳ
Ｎ比は最大となる。出力帯域幅は２００Ｈｚ以下である
ことが望ましい。狭帯域幅および高いＳＮ比により、装
置は高感度になり、極めて微弱な信号を検出することが
できる。 【００３１】受信機２１，２２および２３の各々の出力
は、低周波正弦波であり、その振幅は特定の受信機によ
って検知される電界強度に比例する。これらの出力は時
分割多重装置２７に加えられ、時分割多重装置２７は、
低周波の正弦波受信機出力信号の周期およびＲＭＳ−直
流コンバータ３１の平均時定数に比較して、速い割合で
抜サンプリングする。多重装置２７は、タイミング・ブ
ロック２７ａで示される局部クロック信号のカウンタ・
シーケンサによって駆動される従来の４０６６アナログ
多重装置とすることができる。 【００３２】時分割多重装置２７におけるサンプリング
時間（チョッピング周期とも言う）はコンバータ３１の
平均時定数に比較して短いので、チョッピング周期を正
弦波受信機出力信号の周期に比較して短くするこのが望
ましい。 【００３３】コンバータ３１の機能は、アンテナ２１ａ
，２２ａ，および２３ａで受信される電界強度に比例す
る受信機２１，２２，２３の正弦波出力の振幅の自乗和
の平方根に比例する出力電圧を作ることである。そのよ
うなＲＭＳ−直流コンバータ・チップは、電圧測定部品
として市販で入手でき、また代表的なチップは、マサチ
ューセッツ州ウィルミントンのアナログ・デバイセス社
製のＡＤ−５３７（商品名）である。 【００３４】制限器３０は、オプションであり、時分割
多重装置２７の出力と、コンバータ３１の間に接続され
て、コンバータ３１における平均化回路のパルス伸長作
用を制限する。 【００３５】ＲＭＳ−直流コンバータ３１の出力は、し
きい値検出器３２および３３に加えられ；しきい値検出
器３２は、受信信号のベクトル電界強度Ｂ（図３）が第
１しきい値Ｔ１　より小さいとき、これを検出し、しき
い値検出器３３は電界強度Ｂが第２しきい値Ｔ２　より
小さいときこれを検出する。 【００３６】コンバータ３１によって決められた電界強
度が両しきい値以上のときは、犬は安全ゾーン（図１の
境界Ｓの内部）にいると判定される。もし電界強度Ｂが
上方しきい値Ｔ１　より小さいが下方しきい値Ｔ２　以
上であるならば、犬は警報ゾーン（図１のＳとＺとの間
の地帯）にいると判定される。もし電界強度信号ＢがＴ
１　およびＴ２　の両しきい値よりも低いときは、犬は
「こらしめ」または衝撃ゾーン（図１の境界Ｚの外側）
にあると言える。 【００３７】しきい値検出器３２，３３の出力は、以下
に説明される通り、プロセッサ（処理回路）３４に加え
られ、その出力信号は首輪電極１５をもつ衝撃またはこ
らしめ回路３５、または電気音響変換器３７に接続され
る出力を持つ可聴警報音回路３６に与えられるようにな
っている。検出されたしきい値によって、プロセッサ３
４は上記信号を可聴回路３６または衝撃回路３５に加え
る。 【００３８】可聴回路３６は、圧電警報音発生器のよう
な可聴デバイス３７に出力する増幅器３８を含む。衝撃
回路３５は増幅器３９を含み、その出力はトランジスタ
４３を介してフライバック変圧器４４に与えられる。フ
ライバック変圧器４４の２次側に発生する衝撃電圧が首
輪電極１５に加えられる。 【００３９】プロセッサ３４は、図４の各種の回路に電
圧を供給するバッテリ４６から、これを監視する低いバ
ッテリ検出器を介して電力の供給を受ける。 【００４０】図５ａ−５ｅを参照すると、これらは、図
４の受信装置に生じる各種の波形の例を示し、またそれ
らは図３のベクトル図に関連する。図５ａは、受信機２
２のアンテナ２２ａで受信されるＲＭＳ信号の電界強度
ＢＹ　を表わし；図５ｂは、受信機２３のアンテナ２３
ａで受信される信号の電界強度を表わし；また図５ｃは
受信機２１のアンテナ２１ａで受信される信号の電界強
度を表わす。図５ｄは、Ｘ，Ｚ，およびＹの順に受信機
の出力を順次サンプリングする多重装置２７の出力を表
わす。図５ｅは下記の式の平方根を示すコンバータ３１
からの信号Ｂを表わし、 【００４１】 【数２】〔（Ｂｘ　）２　＋（Ｂｙ　）２　＋（Ｂｚ　
）２　〕【００４２】そして図１の送信アンテナＡから
図４の受信機組立体１３の距離を与える。３つのアンテ
ナ２１ａ，２２ａおよび２３ａは直交方向の感度（すな
わち相互に垂直な方向の感度）を有することが望ましい
が、これは絶対に必要なことではない。前に指摘したよ
うに、合成ベクトルＢは、直交成分の電界強度の自乗和
の平方根として導くことができる。受信アンテナで受信
された各電界強度が直交成分ベクトルＢｘ　，Ｂｙ　お
よびＢｚ　の１つについては比例関係にあり、電界の他
の成分に対してある感度を有するものと想定すれば、３
つの未知数は下記の３つの式で表わすことができる。 【００４３】 【数３】 Ａｘ　＝ＣｘｘＢｘ　＋ＣｘｙＢｙ　＋ＣｘｚＢｚ　Ａ
ｙ　＝ＣｙＸＢｘ　＋ＣｙｙＢｙ　＋ＣｙｚＢｚ　ＡＺ
　＝ＣＺＸＢｘ　＋ＣＺｙＢｙ　＋ＣｚｚＢｚ　【００
４４】ただしＣ′は定数であり、Ａはアンテナ（非直交
）からの信号であり、またＢは直交成分のベクトルであ
る。これら３つの式は、ベクトルＢｘ，Ｂｙ　およびＢ
ｚ　（図３）について解くことができ、また合成電界ベ
クトルＢは直交成分ベクトルＢｘ　，ＢｙおよびＢｚ　
の自乗和の平方根として導くことができる。 【００４５】プロセッサ３４には、アンテナＡに関する
動物の位置に関して経過時間を決定するために各種のタ
イミング回路が含まれている。図６はプロセッサ３４の
論理のフローチャートを示す。犬が外側に放されると、
スタート５０で示されるように、プログラムが開始され
、送信機Ｔはターン・オンされる。犬が図１のＳによっ
て囲まれた安全ゾーンにいるならば、ブロック５１で示
されるように低バッテリ検出器４５がバッテリ電圧が低
いことを示す場合のほかは、何もなすことはない。バッ
テリ電圧が低い場合は、プロセッサ３４は、短かい時間
間隔（例えば、ブロック５２によって示されるように、
３０秒毎に１／４秒）注意信号器３６および増幅回路３
８を作動する。バッテリの低電圧注意信号音は、犬に対
する警報音とは著しく違った周波数にしているので、犬
が衝撃を受けるのではないかと恐れるようなことはない
。バッテリ低電圧注意信号音はブロック５３によって示
される。 【００４６】犬の警報ゾーン、すなわち図１の線ＳとＺ
との間の区域に入ると、プロセッサ３４は増幅器３８お
よび可聴デバイス３７を通して警報音を発生し始める。 犬が安全ゾーンに戻るならば、警報器は停止してブロッ
ク５４で例示されるように最初の状態に戻る。犬が余り
にも長い間警報ゾーン（図１のラインＳとＺとの間）に
留まるならば、プロセッサ３４は、ブロック６３によっ
て示されるように、犬が衝撃またはこらしめゾーン内に
さまよったものとみなす。犬が警報音を無視してブロッ
ク６０で示されるように境界Ｚを横切ってこらしめゾー
ン内に入ると、犬は直ちにこらしめを受ける。 【００４７】警報音は犬がこらしめを受けている間中継
続する。この時も、ブロック５６で示されるように、タ
イマにより犬が第２のこらしめ信号が発生される前に、
安全ゾーンに戻る機会を与える。犬が戻らなければ、犬
は再びこらしめを受けて、さらに若干の時間安全ゾーン
に戻る機会が与えられる。この工程はブロック５７によ
って示されるように、犬が安全ゾーンに戻るまで、ある
いはここらしめタイマ５５が時間切れになるまで反復さ
れる。犬が安全ゾーンに戻ると、ブロック５８で示され
るように、安全タイマが時間切れになったかどうかをチ
ェックする。安全タイマが時間切れになったならば、装
置はライン５９によりスタート５０にリセットされる。 【００４８】しきい値検出器３３は、犬がブロック６０
によって示されるようなこらしめゾーンにいるかどうか
を決定する。もし犬がこらしめゾーンにいると決定され
ると、ブロック６１によって示されるように犬にこらし
めを加える。ブロック５７で示される時間に、犬が安全
ゾーンにいないならば、ブロック６２に示されるように
安全タイマがリセットされる。この工程は、犬が安全ゾ
ーンに戻るか、またはこらしめタイマが時間切れになる
かまで、反復される。もし犬が安全タイマによって規定
された時間内に安全ゾーンに戻るならば、装置はリセッ
トされてスタートに戻る。犬が全カウント（こらしめタ
イマが時間切れになるまで）の間こらしめに耐えて逃げ
出すならば、装置は犬が安全ゾーンに戻るまで休止状態
（６２と５７のループ）になる。装置が休止状態にある
間は、受信機組立体１３は犬に警報音を出したりこらし
めを加えたりすることはできない。 【００４９】犬がこらしめゾーンから出て（ブロック６
０）、警報タイマが時間切れにならないときは（ブロッ
ク６３）、また犬が安全ゾーンに戻らなくても（ブロッ
ク５４）、装置は犬にこらしめを加えない。さらに、警
報タイマ６３が時間切れとなるまでは、ブロック６５で
示されるように警報装置増幅器３８およびまたは可聴装
置３７を通して警報音が与えられる。この時点で、犬が
ブロック６４で示されるように安全ゾーンにいるならば
、装置は犬が安全ゾーンに戻ったと判断してスタート５
０に戻る。 【００５０】プロセッサ３４の前述の説明は、本発明の
拘束装置を用いて犬の行動を制御するのに利用されるプ
ログラムに基づいてなされた。犬が安全ゾーン、警報ゾ
ーンおよびこらしめあるいは衝撃ゾーンの何れにいるか
、及びこれらのゾーンの間の犬の移動のタイミングもし
くは速度に従って他のプログラムを利用することができ
る。 【００５１】全体のプログラムは、犬が拘束区域を去っ
て、その外側にいるならば衝撃作用を終わらせるように
するタイミング回路をプロセッサ３４が含むものとして
説明されたが、言うまでもなく本発明の第１目的は、犬
を安全ゾーンに拘束することで、その目的のため他のプ
ログラクを用いることができる。 【００５２】本発明の装置は、送信アンテナＡによる一
様な円形電界パターン、良好な半径精度、および受信機
に極めて近い物体との最小の干渉を得るように設計され
ている。これは、波長の選択、従って送信機の作動周波
数の選択によって得られる。短い波長（例えば波長約６
．１メートルの４９ＭＨｚ）が利用されるならば、一般
対象物が共振器として作用しかつ電界強度のパターンを
ひずませるかもしれない。波長の１／４程度以上の大き
さの導電性物体は、送信電波に対して重大なＲＦ共振器
または反射器として作用することがある。例えば、約３
０ＭＨｚ以上の送信周波数で、人間または犬は共振器と
して作用し電界を相当にひずませることがある。つまり
、犬の方向が犬の首輪の電界強度に著しく影響を及ぼす
。犬の近くの人間を含む導電物体の存在は、犬の首輪の
信号の電界強度に著しく影響を及ぼす。つまり、選択さ
れた比較的高い周波数で、たとえ完全な電界強度測定受
信機を用いても、犬がどちらの方向に向いているか、犬
の近くで誰かが、または何かが起こったかが分らないで
犬がアンテからどれだけ離れているかを明確に判定する
ことは必ずしも可能でない。 【００５３】この問題は、より低い周波数（より長い波
長）で装置を作動させることによって解決することがで
きる。例えば、約１メガヘルツの周波数が使用されるな
らば、波長は約３００ｍ（１０００フィート）となり家
のように大きな物体も電磁界を大きくひずませることは
なく、また通常の移動物体が電磁界に実質的な影響を及
ぼすこともない。さらに重要なことは、犬の方向も電磁
界に重大な影響を及ぼすことはない。 【００５４】さらにある特定距離（送信機から）を他の
距離から明確に区別することができるように、電界強度
が区別せんとする領域で、（例えば、「犬が安全である
」か「犬が境界外にいる」かの間の区別）急激に降下す
ることが望ましい。無線周波数の送信機から離れた範囲
では、電界強度と磁界強度はいずれも１／ｒの割合で降
下する。ここでｒは送信機からの半径距離である。しか
し、近い範囲では磁界および電界は一段と明確に降下す
る。しかし、近い界域では、電界強度と磁界強度はもっ
と急激に降下する。電磁界の源（すなわち送信アンテナ
）が磁気ダイポール（すなわちループ型アンテナ）であ
るならば、そのとき磁界は近い範囲で１／ｒ３　の割合
で降下し、また、電界は１／ｒ２　の割合で降下する。 電磁界界源（すなわちアンテナ）が電気ダイポールであ
るならば、そのとき磁界は近い界域で１／ｒ２　の割合
で降下し、電界は１／ｒ３　の割合で降下する。いずれ
の場合にも、これらの値は、近−遠−電磁界遷移半径で
遠界域の１／ｒの強さと一致するまで降下する。それは
送信アンテナから（１／２π×波長）の半径の地点であ
る。 【００５５】１／ｒ２　と１／ｒ３　の電磁界はいずれ
も１／ｒの電磁界よりも空間で極めてより明確に区別さ
れるので、それらは雑音があっても一段に良好な精度が
得られる。したがって、使用波長は、人および犬のよう
な物体が電磁界を乱さないのみでなく、目標とする境界
が近界域内に含まれ正確かつ反復可能に画定し得る程度
に充分に長い周波数であることが望ましい。前述の如く
、１ＭＨｚの例示的周波数が好適であるのは、近−遠−
電磁界の遷移半径が約４８ｍ（１５７フィート）であり
、また好適な装置は最高約３０ｍ（１００フィート）ま
での距離で作動するように設計できるからである。 【００５６】望ましい作動周波数は、所望の制御半径の
関数として選ばれており、通常８０ＫＨｚから２０ＭＨ
ｚまでの範囲内である。境界は、波長が制御半径の２倍
以下になると、２〜３倍低い精度となる。つまり、制御
半径６ｍ（２０フィート）〜６１ｍ（２００フィート）
に設計されている装置では、最適の作動周波数は、８０
０ＫＨｚ〜８ＭＨｚの範囲である。作動周波数が１０Ｍ
Ｈｚ以上になると、フェライト・コア・ループ・アンテ
ナの性能は低下し始める。もし作動周波数が約７０ＫＨ
ｚ以下に降下すると、ＦＣＣの認可を必要としない使用
許容範囲以上の電力を用いないと、３０ｍ（１００フィ
ート）の範囲で信号を受信可能にすることが困難である
。従って所望の作動周波数は７０ＫＨｚ〜２０ＭＨｚで
ある。 【００５７】理想的には、首輪ユニットは電磁界の全方
向に等しい感度をもつアンテナを用いることである。残
念ながら、そのような全指向性アンテナは実用可能でな
く、実際に使用できるアンテナは、方向性をもっている
。高指向性の複数のアンテナを使用することにより、本
発明は実質的に全方向電界強度測定装置を実現する。 【００５８】空間を通るそれらの軸に垂直に移動する電
磁界線として無線波の電磁界ラインを視覚化することが
できる。電気ダイポール・アンテナは、電界ラインの感
知に、また磁気ダイポール（ループ）アンテナは磁界ラ
インの感知に使用することができる。電気ダイポール・
アンテナの場合には、電界ラインと完全に整合されたと
きに最も高感度であり、また電界ラインに垂直に整合さ
れたときは応答しない。磁気ダイポール（ループ）アン
テナの場合には、磁界ラインがループの軸と整合したと
き最大の感度をもち、ループの軸と垂直に整合されたと
きは応答しない。 【００５９】多重アンテナの出力を単純に線形に組み合
わせることによっては指向性の問題を解決することはで
きない。それは全電界強度がゼロからはるかに離れた値
に拘らず、アンテナ組合せからゼロ出力が生じるような
、異なる位相、異なる方向の電界強度の組み合わせが常
に存在するからである。電界ラインの方位が不明ではあ
るが空間内の電界ラインの強度を測定することが望まし
いならば、電界ラインの強さは、電界ラインに沿って指
向されたベクトルの長さと考えられる。任意なベクトル
は、図３に示す通り（長さＢｘ　）のｘベクトル、（長
さＢｙ　の）ｙベクトル、および（長さＢｚ　の）ｚベ
クトルで示される３つの相互に垂直な成分ベクトルの和
としての平行座標で考えられる。全ベクトルの長さは次
式の平方根である。 【００６０】 【数４】〔（Ｂｘ　）２　＋（Ｂｙ　）２　＋（Ｂｚ　
）２　〕．【００６１】前期ｘ，ｙおよびｚ軸が相互に
垂直、すなわち直交である限り、座標系として選ばれる
空間における方位に無関係な幾何学的な概念である。つ
まり、任意な相互に垂直なｘ，ｙ，およびｚ軸を選ぶこ
とができ、また、もし磁界（または電界）のこれらの各
軸に沿った成分を測定することにより、全電（磁）界を
計算する情報が得られる。 【００６２】つまり、本発明の受信機組立体は、３台の
指向性の強い受信機（内１台はＸ方向の電磁界にのみ感
知し、１台はＹ方向の電磁界にのみ感知し、他の１台は
Ｚ方向の電磁界にのみ感知する）を使用する。それぞれ
の受信された信号の強度の自乗和の平方根に比例される
信号が導かれる。指向性の強い３台の受信機を用いそれ
らの非線形に組み合わされた出力を持って、それはあた
かも全指向性アンテナが使用されたかのように見える。 電界は電気ダイポール送信アンテナの近い範囲で急激に
変化し、また磁界は磁気ダイポール送信アンテナの近磁
界で急激に変化する。最大の半径方向変化、したがって
最大の精度と反復性を得るためには、もし電気ダイポー
ル送信アンテナが使用されるならば、電気ダイポール受
信アンテナを使用することが望ましく、また磁気ループ
送信アンテナが使用されるならば、前述のような磁気ル
ープ受信アンテナを使用することが望ましい。異なる型
のアンテナが送受信機に用いられることがあるが、精度
および反復性は少し低下する。 【００６３】ループ型アンテナが使用されるのは、アン
テナの構造上の大きさを実質的に増加せずにアンテナ・
コイルの巻数を一段と増すことにより磁気ループ型アン
テナの有効長さを増加することができるからであり、ま
た電界と異なり、動物や人間のような物体によって送信
磁界は乱されないからである。これらの各アンテナは、
指向性が強い。Ｘアンテナは、Ｘ軸に沿って最大の感度
（ＹならびにＺ軸に沿ってゼロに近い感度）となるよう
に整合される。Ｙアンテナは、Ｙ軸に沿って最大の感度
（ＸならびにＺ軸に沿ってゼロに近い感度）となるよう
に整合される。Ｚアンテナは、Ｚ軸に沿って最大の感度
（ＸならびにＹ軸に沿ってゼロに近い感度）となるよう
に整合される。Ｘ、ＹおよびＺ軸はすべて相互に垂直で
ある。 【００６４】アンテナの感度が完全に直交しないならば
、１組の完全直交信号を、完全に直交しないアンテナか
らの信号の数学的処理から導くことができる。完全な直
交性からの微小な偏差について、この数学的処理は、利
得の異なる加算器および減算器のようなアナログ回路で
容易に実現される線形和によって十分近似することがで
きる。しかし、回路の複雑性、コスト、消費電力および
取付空間を減少させるために、それぞれの出力信号が直
交ベクトルを表わすように、アンテナを設けることが望
ましい。アンテナの整合のより高い精度の要求されるよ
うな場合には、ポテンショメータ的の可変係数を備えた
加算回路の使用により、より完全な直交成分を導くため
の正確な調整をすることができる。しかしこれは本実施
例では不要と思われる。 【００６５】家屋までのケーブルＣ、それに続く電力ラ
インに沿う放射ＲＦ信号用の電位を最小にするために、
磁気ループ型送信アンテナが好ましい。それは、磁気ル
ープアンテナはアンテナでの電気ダイポールが非常に小
さく、また家屋にまでフィードバックされる電界も小さ
いからである。そのような装置では、電力ラインの上下
数フィートが安全ゾーンとなる。 【００６６】しかし、磁気ループ・アンテナは依然とし
て、電気ダイポール・モーメントを有するが、それは無
線周波交流電圧を持つインダクタとして作用するからで
ある。アンテナはインダクタとして作用するので、コイ
ルの両端には絶えず電圧降下分布がある。アンテナが１
巻だけであったならば、回りの中間の点には、１巻の電
線に加えられる電圧の振幅の半分の電圧変化が生じる。 コイルには直径があるので、この電圧変化の点が、ケー
ブルの接地シールドから距離Ａにあると、アンテナは磁
気ループ・アンテナとしてだけではなく、長さＡの電気
ダイポール・アンテナとしても作用することになる。単
一端の電気ダイポール・アンテナの場合のように、著し
いエネルギがケーブルによって家屋に導き戻され、商用
電力線との望ましくない結合が生じることがある。 【００６７】ループ・アンテナを簡単にシールドケース
に納めることができないのは、シールドが磁界を発しま
た通さないからである。スプリット・シールドはアンテ
ナからの磁界の発信を許すが、電界を著しく減少させる
。 【００６８】良く画定された区域を与えるためには、送
信アンテナは、アンテナの所定半径距離内に犬を維持す
るのに適した一様な円形電界パターンを送信することが
望ましい。図７に示されるようなスプリット・シールド
磁気ループ・アンテナは商用電力線との結合を最小とし
て、送信アンテナＡに関して一様な円形電界パターンと
、半径方向正確な距離と、受信機の近くにいる物体との
最小の干渉が得られるように設計されている。このため
には送信アンテナＡにより発生された信号の波長または
周波数の良い選択が必要である。 【００６９】送信アンテナＡは、送信機Ｔと同軸ケーブ
ルＣ（図１）により接続されている。ループ・アンテナ
Ａの導体７０は、点７１でケーブルＣのシールドに接続
されている。アンテナＡのループ７０は、２つの分離さ
れた実質的に半円形のシールド７４および７５を備えて
おりこれらシールドはライン７２および７３によってケ
ーブルＣのシールドに接続される。 【００７０】２つのシールド７４および７５は各々、ル
ープ・コイルをほぼ半周してケーブルＣの接続点の反対
側に延びており、その反対側でギャップを形成している
。ギャップがない場合は、スプリット・シールドは短絡
されたループを形成し、アンテナからの磁界の発信を打
消す。２つのシールドが結合されていないので、ループ
電流は流れず、したがって発信される磁界と相互作用も
最小である。また電気的には接地されている。大きな電
流はシールドに流れないので、それによる大きなインダ
クタンス電圧降下はなく、地気電位に近く保持される。 これにより、ループ・アンテナの電気ダイポール・モー
メントをほぼ打ち消され、シールド内のギャップから来
る微小な電気ダイポール・モーメントは僅かで無視する
ことができる。スプリット・シールドのループ・アンテ
ナがテストされて、安全ゾーンには電力線の近くには発
見されず、適当な分離技術により、送信回路の商用電力
線との直接の結合を防ぐことができた。 【００７１】これにより、磁気ループ形のアンテナが得
られ、電気ダイポール効果を打消し、商用電力線との結
合を防ぐことができる。このアンテナは、動物の拘束区
域を定める一様な送信電磁界パターンを形成する。アン
テナＡの導体は地下設置のために適当なジャケット内に
絶縁される。 【００７２】各受信機は、ミキサ、増幅器フィルタに順
次接続されたアンテナ共振回路をもつ。アンテナ共振回
路は、Ｌ−Ｃ共振回路の磁気ループ・アンテナ部分を作
り、その部分は選択された作動周波数で共振するように
同調される。この共振器は、所定の狭帯域内で信号電圧
を高める単一周波数「変成器」として働くと同時に、ア
ンテナの見かけインピーダンスを高める。アンテナの放
射抵抗は、共振器がない場合より入力回路に対して大き
な値を示す。これにより、入力信号を高めあるいは装置
のＳＮ比の性能が高められるように思われる。受信機の
回路は極めて少ない電力を消費すべきであり、また作動
電流が減少するにつれてバイポーラ・トランジスタの回
路の入力インピーダンス増加は一般に強まるので、極め
て低出力の装置であるこの回路の第１段（この場合はミ
キサ）の入力インピーダンスは一般に非常に高くなる。 【００７３】もし入力段の入力抵抗がアンテナの出力抵
抗より大きいならば、装置のノイズは入力回路によって
支配され、無駄になる。最良のＳＮ比の性能を得るため
に、アンテナ・インピーダンスは、回路の入力インピー
ダンスと同じオーダになるまで、変換することが望まし
い。回路の電力が低くなればなるほどアンテナ・インピ
ーダンスは入力共振器によって高められるべきである。 【００７４】各入力共振器は４０の総合ＲＦ利得をもっ
た完全な平衡されたミキサに接続される。ミキサは、局
部発振器によって発生される周波数の信号とアンテナ共
振器からの（ＲＦ）入力信号とを乗算するギルバート・
セル（Ｇｉｌｂｅｒｔ　　Ｃｅｌｌ）として形成される
。 この増幅工程は、基本帯域より局部発振器の周波数に近
い入力周波数情報の帯域基本帯域迄低下させる。つまり
、局部発振器の周波数と送信機の周波数の差が１０Ｈｚ
であったならば、ミキサの出力は１０Ｈｚの正弦波を含
む。ミキサの出力は、極めて広域にあり、関係のない多
くの周波数を含む。局部発振器の周波数を送信機の周波
数に近くすればする程、不要帯域幅を除去することがで
きる。受信機の帯域幅を狭めることが望ましいが、その
理由は、ＡＭ放送帯域（ユニットを望ましく作動させる
周波数の範囲である）の狭い範囲内の背景雑音が一定で
あると考えられ、したがってＳＮ比は、帯域幅が狭くな
るほど大きくなるからである。 【００７５】位置決定を１／１０秒以内にすることが要
求されるならば、測定帯域幅は３Ｈｚ程度でなければな
らない。犬が動き回っているならば、受信信号は振幅が
変化する。すなわちこれは本来振幅変調であり、振幅変
調の周波数スペクトルを持つ。 【００７６】受信機用の許容最小帯域は６Ｈｚ程度であ
るが、装置の各種要因により更に広い帯域幅を必要とす
るかもしれない。先ず、受信機の温度は、犬のいる環境
（雪、日光等）に左右されてかなりの広範囲に変化する
ことがある。装置の設計温度範囲は−１７．３℃〜６０
℃（０°Ｆ〜１２０°Ｆ）である。標準ＡＴカットされ
た水晶は、この温度範囲にわたって５０ｐｐｍ変動する
ので、局部発振器が良好な水晶発振器であっても、受信
機に対して５０Ｈｚの帯域幅が追加要求される。経済的
に作られた低電力の発振器は更に大きな変動を生じ、２
倍程度大きな帯域幅になる。低電力の水晶発振器を使用
する低コスト・ユニットは受信機で約１００Ｈｚの帯域
幅を必要とする。送信された搬送周波数を追跡する位相
ロックループを用いると、非追跡型発振器より狭い帯域
幅とすることができる。そのような性能が本装置に対し
て必要であるとは考えられないがそれも、本発明の範囲
に含まれるものである。性能を改善するため、発振器の
温度補正することも本発明の範囲に含まれる。 【００７７】増幅器フィルタ回路は信号に十分利得を与
えるので、通常用いられる低電力しきい値検出回路（例
えば、シュミット・トリガ回路の低電力比較器）に好適
に用いることができる。更に利得を得ることに加えて、
この回路は装置の周波数帯域を制限して、ＳＮ比を大き
くするように作用する狭い帯域幅および大きいＳＮ比に
より、装置は高感度になり、微弱な信号でも検出するこ
とができる。 【００７８】望しくない帰還発振を防止するために、連
続する増幅ブロック間で信号の周波数をシフトさせて、
それにより信号がフィードバックされても、異なる周波
数で結合して区別できるようにすることが望ましい。こ
れは、普通のヘテロダイン無線受信機に通常使用されて
いる方法である。そのような結合を減少するもう１つの
方法は、差動増幅を用いて、二つの信号の差のみを増幅
するようにすることである。浮遊信号が２つの入力にほ
とんど均等にフィードバックされ、差信号が２つの入力
間に入ることになってもその大きさは小さく、装置は応
答しないであろう。 【００７９】首輪ユニットの受信機に用られるギルバー
ト・セル・ミキサは、それらの技術を共に利用している
。ギルバート・セルは差動入力を有するので、アンテナ
の両側に等しく帰還するいかなる信号もピック・アップ
しない。更に、ギルバート・セル・ミキサは、信号を基
本帯域まで低く変える前に、アンテナによりピック・ア
ップされたＲＦ信号に４０の利得を与える。 【００８０】雑音を無視すると（ＳＮ比が高まると無視
することができる）、各受信機の出力は、該受信機によ
って感知された電界強度に比例する振幅を持つ低周波正
弦波となる。より複雑な手段（例えば、同相および直角
復調）により、電化強度ｘ，ｙおよびｚを表す直流を得
ることができる。しかしこれは、本装置にとっては不必
要である。それは、ＲＭＳ−直流コンバータは、チョッ
プされた直流に対しても、チョップされた正弦波に対し
ても同時に数学的な処理を実行する（供給された正弦波
の周期がＲＭＳ−直流コンバータの平均時定数に比較し
て小さいものとして）ことができるからである。直流レ
ベルＢｘ　，Ｂｙ　およびＢｚ　は、回路内の検出時点
における実際の正弦波の振幅を表すと考えることができ
る。 【００８１】時分割増幅器は、正弦波信号の周期、およ
びＲＭＳ−直流コンバータの平均時定数のいずれよりも
速い割合で３台の受信機からの出力信号をサンプリング
する。サンプリングは、正弦波の周波数よりも、速いか
遅いかのいずれかでなければならない。さもないと、無
視できない程の、高周波消失が起りＲＭＳ−直流コンバ
ータの出力より得られる電界強度信号に無視できない正
弦波変化を生じることになる。時分割増幅器のサンプリ
ング周期（またはチョッピング周期とも呼ばれる）は、
ＲＭＳ−直流コンバータの平均時定数に比較して速いこ
とが必要（出力リプルを回避するために）であるので、
チョッピング周期を、正弦波受信機の出力信号の周期に
比較して短かくすることが望ましい。 【００８２】２台のしきい値検出器は、３つのゾーン、
すなわち、安全ゾーン、警報ゾーンおよびこらしめゾー
ンのどこに犬がいるかを定めるように働く。測定された
電界強度がいずれのしきい値よりも大であるならば、犬
は安全ゾーンにいるよと決められる。測定された信号強
度が高しきい値（Ｔ１　）と低しきい値（Ｔ２　）との
間ならば犬は警報ゾーンにいると決められる。電界強度
信号が２つのしきい値Ｔ１　およびＴ２　の何れよりも
小さいとき、犬はこらしめゾーンにいると決められる。 Ｔ１　およびＴ２　のしきい値検出器の出力はディジタ
ル化してもよい。前述の通り、これらのディジタル信号
はマイクロプロセッサ（またはフローチャートに示され
た警報およびこらしめのアルゴリズムを実行するディジ
タル回路）に送られる。 【００８３】 【発明の効果】以上の説明から分かるように、首輪ユニ
ット用回路は、容易に入手できる構成部品を用いて簡単
に小形に組み立てられる。その上、構成部品は、内蔵バ
ッテリーによって比較的長い寿命で作動できるように小
電力で作動するように選択することができる。送信機は
同軸ケーブルおよび変形されたスプリット・リング・ア
ンテナを用いた従来構造とすることができる。 【００８４】任意の場所に装置を組み立てるためには、
送信機を適当な電源に接続し、犬または他の動物を拘束
すべき領域の中心までケーブルを引き、アンテナを地中
に埋設することを必要とするのみである。バッテリー状
態表示器を設けることにより、所有者は連続使用するた
めにバッテリーを交換すべき時期を知ることができる。 【００８５】好ましい回路およびアルゴリズムは、犬が
安全ゾーンに戻る間にはこらしめや警報を与えず犬が安
全ゾーンに戻るのを邪魔しないように設計されている。 【００８６】例示された実施例では、互いに直交した指
向性の強いアンテナを持つ３台の受信機が使用している
が、別のアンテナを用いても良い。しかしアンテナの受
信電界強度の合成電界強度を数学的に得るため複雑とな
るかも知れない。 【００８７】送信アンテナは、最適な結果を得るために
、分離素子であることが最も普通であり、望ましい。 しかし、送信発振器の一体部分としてアンテナ部分を作
ることも可能である。本実施例のように、送信アンテナ
を別体としてもよく、また一体型とすることもできる。 また円形以外の安全ゾーンを作るために多重送信アンテ
ナを使用することもできる。 【００８８】さらに、送信機は、例示した実施例のよう
に保護ゾーンの領域外に設けず、領域内に設けてもよい
。領域内に設けるときは、拘束される動物と共に環境か
らの保護が必要である。 【００８９】受信機組立体は首輪に取り付けるように示
したが、ベルト、ヘルメット、帽子、ブレスレットその
他動物に安全に着用できる物品のような形で動物に取り
つけることができる。 【００９０】本発明の拘束装置を、犬に関して詳細に説
明したが、馬や猫のような他の動物にも使用することが
できることは明白である。更に、子供や精神病患者の動
行を制限したり、屋内拘束プログラムによって外出禁止
の病人を助けるためにも使用することができる。人間に
対する応用では、受信機によって発生される警報信号の
形式は適切に変更される。ここで用いられる「動物」と
いう用語は、家畜や他の動物に加えて人間も含む。 【００９１】以上の詳細な説明および図面から解かると
思うが、本発明の動物拘束装置は、構造が簡単で、作動
が確実である。首輪ユニット内に含まれるマイクロプロ
セッサは、どの様な信号かを決定するために受信機から
の情報を速かに処理し、発生すべき信号の種類を決定し
、無制限の警報信号という望ましくない事象を回避する
ようにしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動物拘束装置を利用する環境の概略図
。

【図２】本発明の受信機組立体を具現化した犬の首輪ユ
ニットの側面図。

【図３】数個のアンテナで受信された信号の電界強度お
よびそれに基づいてつくられた合成電界強度を示すベク
トル図。

【図４】本発明を具現化した受信機組立体の部分概略ブ
ロック図。

【図５】受信信号の時間変化の状態を示すグラフ図。

【図６】図４のプロセッサの演算に関する論理のフロー
チャートを示す図。

【図７】図１の送信アンテナの部分概略図。

【符号の説明】

Ａ　　外部遠隔アンテナ Ｓ　　安全／警報ゾーン境界線 Ｔ　　送信機 Ｚ　　警報／こらしめゾーンの境界線 １０　　首輪ユニット １３　　受信機組立体

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　（ａ）無線信号を発生しかつ動物を拘
   束すべき区域内またはそれに近隣して配置された無線周
   波送信機と； （ｂ）前記送信機により発生する無線周波信号を放射す
   るように前記送信機と作動的に接続された送信アンテナ
   と； （ｃ）　　動物に着用するようになったユニットにして
   、（ｉ）　　異なる方向に向けられた最大感度軸をもつ
   受信アンテナをそれぞれ設けられた多数の無線信号受信
   機と； （ｉｉ）　　前記多数の無線信号受信機の各受信アンテ
   ナにより受信された無線信号の電界強度に基づき合成電
   界強度を導く装置と； （ｉｉｉ）　　前記合成電界強度が所定値以下に降下し
   たとき、これを検出する装置と； （ｉｖ）　　前記合成電界強度が前記所定値以下に降下
   するのに応動して、動物に対する警報信号を発生させる
   装置とを含む前記動物抑制装置。
2. 【請求項２】　　前記ユニットは少なくとも３個の受信
   機を含み、前記合成電界強度は、各アンテナにより受信
   される電界強度のベクトル和であって、該ベクトル和の
   値は前記受信アンテナが等しい感度の高感度指向性アン
   テナであって、その最高感度軸が互いに垂直になるよう
   配設されたとき、各アンテナにより受信された信号の電
   界強度の自乗和の平方根として求められる値と等しい、
   請求項１記載の動物拘束装置。
3. 【請求項３】　　前記３つの受信機の各アンテナが互い
   に直角に配向されている請求項２記載の動物制限装置。
4. 【請求項４】　　前記受信機のアンテナによって受信さ
   れる信号の電界強度ベクトルが時分割多重化され、ＲＭ
   Ｓ−直流コンバータによって直流電圧に変換される請求
   項１記載の動物拘束装置。
5. 【請求項５】　　前記受信機の各アンテナはスプリット
   ・シールドを持つ磁気ループ型でフェライト・コアをも
   っている請求項１記載の動物拘束装置。
6. 【請求項６】　　前記検出装置は、前記合成電界強度が
   第１および第２の所定値以下に降下したときこれを検出
   するようになっている請求項１記載の動物拘束装置。
7. 【請求項７】　　前記ユニットは、 （ａ）前記合成電界強度が前記第１の所定値以下に降下
   したときこれに応動して動物に対する第１の警報信号を
   発生させる第１の装置と； （ｂ）検出された前記合成電界強度が前記第２所定値以
   下に降下したときこれに応動して動物に対し前記第１の
   警報信号と異なる第２の警報信号を発生させる第２装置
   とを含む請求項６記載の動物拘束装置。
8. 【請求項８】　　前記ユニットは、動物が前記第１およ
   び第２の所定値によって画定された範囲内の区域に所定
   時間を越えた時間とどまっているとき、前記第２警報信
   号装置を起動させる装置と、動物が前記範囲内の区域を
   立ち去って前記第１所定値よりも強い電界強度を持つ区
   域に戻らないとき前記第２警報信号装置を作動しないよ
   うにする装置を含む請求項７記載の動物拘束装置。
9. 【請求項９】　　動物が前記所定値より弱い区域に所定
   値を越える時間留まっているとき、前記警報信号装置を
   作動しないようにする装置を含み、前記合成電界強度が
   前記所定値を越える区域に動物が戻ったとき、前記警報
   信号装置を作動しないようにする装置をリセットして、
   該拘束装置を再起動する、請求項１記載の動物拘束装置
   。
10. 【請求項１０】　　前記警報信号発生装置を起動する前
    に、前記合成電界強度を分析する装置を含む請求項１記
    載の動物拘束装置。
11. 【請求項１１】　　前記送信機の作動周波数が８０ＫＨ
    ｚ〜２０ＭＨｚで、各種評価を実行するマイクロプロセ
    ッサを備えた請求項１記載の動物拘束装置。