JPH04279888A - 車両検知装置 - 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】この発明は、走行車両の速度及び
車両の存在を検知するためのマイクロ波送受器に関する
。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来のマイクロ波送受器の構成
を示すブロック図、図１４及び図１５は図１３の動作説
明図である。図において１は発振器、２は発振器１の出
力及び発振周波数を安定化するためのアイソレータ、３
は発振器１の出力をパルス変調するための第１の高速高
周波スイッチ、４は終端器、５は送信回路、７は方向性
結合器、３０は送受信波の経路を切り分けるためのサー
キュレータ、３１は送信波を空間に放射し、目標物から
の反射波を受信するための送受信共用アンテナ、３２は
反射波をドップラー周波数抽出用信号と存在検知用信号
とに分離するための方向性結合器、１０は反射波からド
ップラー周波数変移を抽出するためのミキサ、１３は反
射波を所定のレベルまで増幅するための高周波増幅器、
１４は反射波を検波しビデオ信号として取り出すための
第１の検波器、１５は車両、１６はマイクロ波送受器。 ３３は送受信共用アンテナ３１から放射される電波の主
伝搬経路である。

【０００３】次に動作について説明する。図１３におい
て、第１の高速高周波スイッチ３でパルス変調された送
信回路５の出力波形は図１４（ａ）のようになる。図１
４（ａ）においてＴ１　は第１の高速高周波スイッチ３
がオン状態の期間（送信期間）、Ｔ２　はオフ状態の期
間（受信期間）である。このパルス変調波が送受信共用
アンテナ３１にて空間に放射され走行車両によって反射
され再び受信された反射波のミキサ１０での出力波形は
図１４（ｂ）のようになり、その送信期間の包絡線によ
りドップラー周波数変位が測定でき走行車両の相対速度
を求めることができる。

【０００４】一方、第１の検波器１４の入力端子には図
１４（ｃ）に示すように、送受信共用アンテナ３１の不
整合による反射波等の送信波の漏洩波と、図１４（ｄ）
に示す目標物からの反射波が重畳して入力し、第１の検
波器１４の出力波形は図１４（ｅ）のようになるが、受
信期間Ｔ２　での出力波のレベルをサンプルホールドし
、そのレベルが路面からの反射波のレベルより高いか低
いかを判別することによりその反射波が車両によるもの
か路面によるものかを識別することができる。従ってド
ップラー周波数変位が無い時でも、それが渋滞によるも
のか交通量が全く無いことによるものかを判別すること
が可能であると共に、この存在検知信号により通過する
車両台数を計数することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波送受
器は以上のように構成されているので、走行車両による
ドップラー周波数変移を精度良く測定するために図１５
示すように、走行車両１５に対するマイクロ波送受器１
６の送受信共用アンテナ３１の指向性の俯角θを９０度
よりかなり小さく設定する必要があり、特に大型車両の
場合にはその屋根の部分での反射波の殆んどが送受信共
用アンテナ３１に戻ってこないため、受信電力レベルが
極端に小さくなり、車両台数の計数精度が劣化する等の
課題があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、大型車両の場合でも台数計数精度
が良いマイクロ波送受器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によるマイクロ
波送受器は、互いに指向性の異なるドップラー周波数変
位測定用送受信共用アンテナと存在検知用送受信共用ア
ンテナとを設けたものである。

【０００８】また、存在検知用高周波増幅器あるいはそ
れ以降の受信回路が送信時の漏洩波により飽和すること
を避けるために高周波増幅器の前あるいは後に高速高周
波スイッチを設けたものである。

【０００９】また、ＲＦ入力端子とローカル信号入力端
子の２入力端子を要するミキサの代りに１入力端子の検
波器を用い、ローカル信号入力用方向性結合器の代りに
ドップラー周波数変位測定用送受信共用アンテナとサー
キュレータ間に不整合回路を設けたものである。

【００１０】また、送信回路内パルス変調用高速高周波
スイッチと、分配器の存在検知用信号出力端子側に設け
たものである。

【００１１】また、送信回路内パルス変調用高速高周波
スイッチを、単極双投スイッチとし、その出力２端子の
内の１端子をドップラー周波数変位測定用信号出力端子
とし、他の１端子を存在検知用信号出力端子としたもの
である。

【００１２】また、ドップラー周波数変位測定用送受信
共用アンテナの放射電界の偏波と、存在検知用送受信共
用アンテナの放射電界の偏波を互いに直交させたもので
ある。

【００１３】また、ドップラー周波数変位測定用送受信
共用アンテナ及び存在検知用送受信共用アンテナの放射
電界を互いに回転方向が異なる円偏波にするか、どちら
か一方を直線偏波、他方を円偏波としたものである。

【００１４】

【作用】この発明におけるマイクロ波送受器は、存在検
知用送受信共用アンテナの指向性の車両に対する俯角を
９０度近傍に設定することにより、車両の存在検知を確
実に行うことができ、大型車両の場合でも台数計数精度
が大幅に向上できる。

【００１５】また、送信時の存在検知用受信回路側への
漏洩波のレベルが大きく回路が飽和し、そのリカバリー
タイムが問題となる場合には、存在検知用受信回路入力
段に高速高周波スイッチを設けることにより解消できる
。

【００１６】また、ドップラー周波数変位測定用送受信
共用アンテナとサーキュレータ間に設けた不整合回路と
、２入力端子のミキサの代りに設けた１入力端子の検波
器は、回路構成を簡略化すると共にコストを低減する。

【００１７】また、分配器の存在検知用信号出力端子側
に設けたパルス変調用高速高周波スイッチは、ドップラ
ー周波数変位測定用信号をＣＷとするため、ドップラー
周波数変位をミキサ出力の包絡線検波のみで抽出でき回
路構成の簡略化とコスト低減が図れる。

【００１８】また、送信回路内に設けた単極双投の高速
高周波スイッチは、分配器を省略できるため、回路構成
の簡略化とコスト低減が図れる。

【００１９】また、ドップラー周波数変位測定用送受信
共用アンテナの放射電界の偏波と、存在検知用送受信共
用アンテナの放射電界の偏波を互いに直交させることに
より、ドップラー周波数変位測定用信号と存在検知用信
号のアンテナ間干渉を低減することができる。

【００２０】また、ドップラー周波数変位測定用送受信
共用アンテナ及び存在検知用送受信共用アンテナの放射
電界を互いに回転方向が異なる円偏波にするか、どちら
か一方を直線偏波、他方を円偏波とすることにより、ド
ップラー周波数変位測定用信号と存在検知用信号のアン
テナ間干渉を低減することができると共に、車両に位置
上情報等を提供するように送信パルス変調波が符号化さ
れる場合には、情報提供側のアンテナを円偏波とするこ
とにより、車両はその向きによらず安定した信号を受信
できる（車載アンテナを円偏波とするとその効果は更に
向上する）。

【００２１】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明によるマイクロ波送受
器の構成を示すブロック図、図２はその動作説明図であ
り、１〜５、７、１０、１３、１４は従来装置と全く同
一のものである。６は送信回路５からの出力を２分配す
る分配器、８は送受信波の経路を切り分けるための第１
のサーキュレータ、９は送信波を空間に放射し目標物か
らの反射波を受信するための第１の送受信共用アンテナ
、１１は送受信波の経路を切り分けるための第２のサー
キュレータ、１２は送信波を空間に放射し目標物からの
反射波を受信するための第２の送受信共用アンテナ、１
７は第１の送受信共用アンテナ９から放射される電波の
主伝搬経路、１８は第２の送受信共用アンテナ１２から
放射される電波の主伝搬経路であり、図２は第１の送受
信共用アンテナ９及び第２の送受信共用アンテナ１２か
ら放射された電波が大型車両１５の屋根の部分に照射さ
れた場合を示す。

【００２２】次に動作について説明する。図１において
、第１の高速高周波スイッチ３でパルス変調された送信
回路５の波形は図１４（ａ）のようになる。このパルス
変調波が分配器６、方向性結合器７、第１のサーキュレ
ータ８を介して第１の送受信共用アンテナ９にて空間に
放射される。この空間に放射されたパルス変調波は走行
車両によって反射され再び第１の送受信共用アンテナ９
にて受信された反射波のミキサ１０での出力波形図１４
（ａ）のようになり、その送信期間の包絡線によりドッ
プラー周波数変移が測定でき走行車両の相対速度を求め
ることができる。

【００２３】一方、分配器６、第２のサーキュレータ１
１を介して第２の送受信共用アンテナにて空間に放射さ
れたパルス変調波は、走行車両によって反射され再び第
２の送受信共用アンテナ１２にて受信される。第１の検
波器１４の入力端には、図１４（ｃ）に示すように第２
の送受信共用アンテナ１２の不整合による反射波等の漏
洩波と、図１４（ｄ）に示す走行車両からの反射波が重
畳して入力し、第１の検波器１４の出力波形は図１４（
ｅ）のようになるが、受信期間Ｔ２　での出力波のレベ
ルをサンプルホールドし、そのレベルが路面からの反射
波のレベルより高いか低いかを判別することによりその
反射波が車両によるものか路面によるものかを識別する
ことができる。従ってドップラー周波数変移が無い時で
も、それが渋滞によるものか交通量が全く無いことによ
るものかを判別することが可能であると共に、この存在
検知信号により通過する車両台数を計数することができ
る。

【００２４】なお、第１の送受信共用アンテナ９及び第
２の送受信共用アンテナ１２の指向性の車両に対する俯
角をそれぞれθ１、θ２とした時、図２に示すようにθ
２　を９０度近傍に設定することにより、第２の送受信
共用アンテナ１２から放射された電波が大型車両１５の
屋根の部分に照射された場合でも、その反射波の殆んど
が第２の送受信共用アンテナ１２に戻ってくるため、そ
の受信電力を大きく保つことができ、車両台数の計数精
度を向上させることができる。

【００２５】実施例２．図３の実施例は高周波増幅器１
３の入力端に第２の高速高周波スイッチ１９を接続した
場合を示し、図４の実施例は第１の検波器の入力端に第
２の高速高周波スイッチを接続した場合を示すものであ
る。図１の実施例において、図１４（ｃ）に示す送信時
の漏洩波のレベルが大きく、高周波増幅器１３、あるい
は第１の検波器１４以降の受信回路が飽和するとそれら
の回路播成あるいは使用する回路素子によってはリカバ
リータイムが長くなり、受信期間に近接車両の反射波を
検出できなくなる場合がある。この場合の第１の検波器
１４以降の受信回路の出力例を図１４（ｆ）に示す。第
２の高速高周波スイッチ１９を送信時にオフ状態、受信
時にオン状態にし、送信時の漏洩波のレベルを抑圧する
ことにより高周波増幅器１３あるいは第１の検波器１４
以降の受信回路の飽和を避けることができる。図５（ａ
）に送信回路５の出力波形を、図５（ｂ）に第１の検波
器１４以降の受信回路の出力例を示す。尚、高周波増幅
器１３のリカバリータイムが問題となる場合は図３の実
施例となり問題とならない場合は図４の実施例となる。 高周波増幅器１３のリカバリータイムが問題とならない
場合は、高周波増幅器１３の飽和レベルによりその出力
電力が制限されるため、第２の高速高周波スイッチ１９
のオフ時のアイソレーションレベルが少くて済むという
利点がある。又、高周波増幅器１３の動作・非動作の切
り換えを高速に行うことが可能であれば、第２の高速高
周波スイッチ１９を省略し、高周波増幅器１３を送信時
に非動作、受信時に動作するように駆動しても良い。

【００２６】実施例３．図６の実施例は第１のサーキュ
レータ８と第１の送受信共用アンテナ９の間に不整合回
路２０を接続し、第１のサーキュレータの受信出力端子
に第２の検波器２１を接続した場合を示したものである
。送信出力の一部は不整合回路２０で反射され、第２の
検波器２１にローカル信号として供給されるため、図１
の実施例と同様な効果を発揮することができる。

【００２７】実施例４．図７の実施例はアイソレータ２
と方向性結合器７の間に分配器６を接続し、分配器６の
他の出力端子とサーキュレータ１１の間に第１の高速高
周波スイッチ３を接続した場合を示したものである。図
８は図７実施例におけるミキサ１０の出力波形を示すも
のである。図７の実施例において、存在検知用信号は従
来同様パルス変調波となるが、ドップラー周波数変位測
定用信号はＣＷとなる。従ってミキサ１０の出力波形は
図８に示すように、ドップラー周波数で変調されたＣＷ
となり、図１の実施例と同じようにこの包絡線を検波す
ることによりドップラー周波数変位を抽出することがで
きるが、この包絡線は図１４（ｂ）のように不連続とな
らず連続しているため、容易にその周波数を測定するこ
とができる。

【００２８】実施例５．図９の実施例はアイソレータ２
と方向性結合器７と第２のサーキュレータ１１の間に、
単極双投の高速高周波スイッチ２２を接続した場合を示
す。第１の送受信共用アンテナ９及び第２の送受信共用
アンテナ１２からはそれぞれ時分割のパルス変調波が出
力されるが、第１の送受信共用アンテナ９と第２の送受
信共用アンテナ１２間のアイソレーションを充分大きく
とることにより図１の実施例と同様の効果を発揮すると
共に、分配器６が省略できるため回路構成を簡略化でき
る。

【００２９】実施例６．図１０の実施例は、第１の送受
信共用アンテナ９の放射電界の偏波を第２の送受信共用
アンテナ１２の放射電界の偏波を互いに直交させた場合
を示したもので、２３は第１の送受信共用アンテナ９の
放射電界の偏波の方向を示し、２４は第２の送受信共用
アンテナ１２の放射電界の偏波の方向を示したものであ
り、２３と２４は互いに逆でも良い。

【００３０】ドップラー周波数変位の測定と、存在検知
を精度良く行うためには、第１の送受信共用アンテナ９
と第２の送受信共用アンテナ１２のそれぞれの放射波に
よる反射波を互いにあまり受信しないようにする必要が
ある。又、特に実施例５では、例えば第２の送受信共用
アンテナ１２が受信期間の時に第１の送受信共用アンテ
ナ９は送信期間となっているため、第２の送受信共用ア
ンテナ１２への第１の送受信共用アンテナ９からの送信
波の漏洩が問題となってくる。

【００３１】いずれの場合も、互いのアンテナの指向性
を鋭くしかつ、そのサイドローブレベルを低く抑えれば
問題を解決することができるが、その程度があまり大き
くなるとアンテナを大開口化する必要があり装置の大型
化をもたらす。図１０の実施例のように、第１の送受信
共用アンテナ９と第２の送受信共用アンテナ１２の放射
電界の偏波を互いに直交させれば、アンテナを大開口化
することなく第１の送受信共用アンテナ９と、第２の送
受信共用アンテナ１２間のアイソレーションを充分大き
くとることができるため、ドップラー周波数変位の測定
と、存在検知を精度良く行うことができる。

【００３２】実施例７．図１１の実施例は、第１の送受
信共用アンテナ９及び第２の送受信共用アンテナ１２の
放射電界を互いに回転方向が異なる円偏波にした場合を
示したもので、２５は第１の送受信共用アンテナ９の放
射電界の円偏波の回転方向を示し、２６は第２の送受信
共用アンテナ１２の放射電界の円偏波の回転方向を示し
たものであり、２５と２６の回転方向は互いに逆でも良
い。図１２は図１１の実施例の動作説明図であり、２７
はアンテナの放射電界の直線偏波の方向を示し、２８は
図１１の実施例によるいずれかのアンテナの円偏波の回
転方向を示し、２９は車両１５ａの進行方向を示す。

【００３３】次に動作について説明する。第１の送受信
共用アンテナ９あるいは第２の送受信共用アンテナ１２
から送出されるパルス変調波が走行車両に位置情報等を
提供するために符号化されて送出される場合には、車載
アンテナはこの送信波を効率良く受信する必要がある。 車載アンテナが到来電波に対し、車両の走行方向と水平
な偏波に受信感度を有する直線偏波受信アンテナである
場合には、図１２に示すように符号化されたパルス変調
波を送出するアンテナの放射電界の直線偏波２７の方向
を車両１５ａの走行方向と水平方向にすることにより、
車両１５ａの搭載アンテナはこのパルス変調波を効率良
く受信することができるが、車両１５ｂのように車両が
傾くと車載アンテナの受信感度は低下する。一方本実施
例のように、符号化されたパルス変調波を送出するアン
テナの放射電界が円偏波２８であれば、車両の方向によ
らず車載アンテナの受信感度を一定に保たせることがで
きる。尚、車載アンテナのみを円偏波受信アンテナとし
ても同様の効果が得られ、パルス変調波送信アンテナ及
び車載アンテナを共に回転方向が同一の円偏波とすれば
、受信感度を更に向上させることができる。

【００３４】又、第１の送受信共用アンテナ９及び第２
の送受信共用アンテナ１２の放射電界を互いに回転方向
が異なる円偏波としているため、ドップラー周波数変位
測定用信号と存在検知用信号のアンテナ間干渉を低減す
ることができる。尚、情報提供側のアンテナのみを円偏
波としても上記効果が期待できる。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３６】存在検知用送受信共用アンテナの指向性の
車両に対する俯角を９０度近傍に設定することにより、
車両の存在検知を確実に行うことができ、大型車両の場
合でも台数計数精度が大幅に向上できる。

【００３７】また、存在検知用受信回路入力段に高速高
周波スイッチを設けることにより、送信波の漏洩による
存在検知用受信回路の飽和及び飽和に伴うリカバリータ
イムの問題を解消することができる。

【００３８】また、ドップラー周波数変位測定用アンテ
ナとサーキュレータ間に設けた不整合回路と、２入力端
子のミキサの代りに設けた１入力端子の検波器により回
路構成の簡略化とコスト低減を図ることができる。

【００３９】また、分配器の存在検知用信号出力端子側
に設けたパルス変調用高速高周波スイッチにより、ドッ
プラー周波数変位測定用信号がＣＷとなるため回路構成
の簡略化とコスト低減を図ることができる。

【００４０】また、送信回路内に設けた単極双投の高速
高周波スイッチにより、回路構成の簡略化とコスト低減
を図ることができる。

【００４１】また、ドップラー周波数変位測定用送受信
共用アンテナの放射電界の偏波と、存在検知用送受信共
用アンテナの放射電界の偏波を互いに直交させることに
より、ドップラー周波数変位測定用信号と存在検知用信
号のアンテナ間干渉を低減することができる。

【００４２】また、ドップラー周波数変位測定用送受信
共用アンテナ及び存在検知用送受信共用アンテナの放射
電界を互いに回転方向が異なる円偏波にするか、どちら
か一方を直線偏波、他方を円偏波とすることにより、ド
ップラー周波数変位測定用信号と存在検知用信号のアン
テナ間干渉を低減することができると共に、車両に位置
情報等を提供するように送信パルス変調波が符号化され
る場合には、情報提供側のアンテナを円偏波とすること
により、車両の向きによらず安定した信号を受信させる
ようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図２】この発明の実施例１の動作説明図である。

【図３】この発明の実施例２を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図４】この発明の実施例２の変形を示すマイクロ波送
受器の構成ブロック図である。

【図５】この発明の実施例２の動作説明図である。

【図６】この発明の実施例３を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図７】この発明の実施例４を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図８】この発明の実施例４の動作説明図である。

【図９】この発明の実施例５を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図１０】この発明の実施例６を示す放射電界の偏波を
互いに直交させた説明図である。

【図１１】この発明の実施例７を示す放射電界の円偏波
を互いに回転方向が異なる円偏波とした場合の説明図で
ある。

【図１２】この発明の実施例７の動作説明図である。

【図１３】従来のマイクロ波送受器の構成ブロック図で
ある。

【図１４】従来及びこの発明の実施例１の動作説明図で
ある。

【図１５】従来のマイクロ波送受器の動作説明図である
。

【符号の説明】

１　　発振器 ２　　アイソレータ ３　　第１の高速高周波スイッチ ４　　終端器 ５　　送信回路 ６　　分配器 ７　　方向性結合器 ８　　第１のサーキュレータ ９　　第１の送受信共用アンテナ １０　　ミキサ １１　　第２のサーキュレータ １２　　第２の送受信共用アンテナ １３　　高周波増幅器 １４　　第１の検波器 １９　　第２の高速高周波スイッチ ２０　　不整合回路 ２１　　第２の検波器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発信器と該発信器の周波数、出力を安
   定化するためのアイソレータと、上記発信器の出力をパ
   ルス変調する第１の高速高周波スイッチとから構成され
   る送信回路と、該送信回路の送信パルスを２分配する分
   配器と、該分配器の出力端子の１端から送出される第１
   の送信パルスを空間に放射し、かつ目標物からの反射波
   を受信する第１の送受信共用アンテナと、上記第１の送
   信パルスと目標物からの反射波とのビート信号により該
   目標物によるドップラ周波数変移を抽出するミキサと、
   入力端子が上記分配器の出力端子の１端子に接続され結
   合端子が上記ミキサのローカル信号入力端子に接続され
   た方向性結合器と、入出力３端子が前記方向性結合器の
   出力端子と上記第１の送受信共用アンテナの入力端子と
   上記ミキサのＲＦ信号入力端子のそれぞれに接続された
   第１のサーキュレータと、上記分配器の出力端子の他の
   １端から送出される第２の送信パルスを空間に放射し、
   かつ目標物からの反射波を受信する第２の送受信共用ア
   ンテナと、該反射波を所定のレベルまで増幅する高周波
   増幅器と、入力端子が該高周波増幅器の出力端子に接続
   され前記反射波を検波するための第１の検波器と、入出
   力３端子が上記分配器の出力端子の他の１端子と上記第
   ２の送受信共用アンテナの入力端子と上記高周波増幅器
   の入力端子のそれぞれに接続された第２のサーキュレー
   タとから構成されることを特徴とするマイクロ波送受器
   。
2. 【請求項２】　　上記高周波増幅器あるいは上記第１の
   検波器以降の受信回路が送信時の漏洩波により飽和状態
   になることを避けるために、上記第２のサーキュレータ
   の出力端子と上記高周波増幅器の入力端子の間あるいは
   、上記高周波増幅器の出力端子と上記第１の検波器の入
   力端子の間に第２の高速高周波スイッチを接続したこと
   を特徴とする請求項第１項記載のマイクロ波送受器。
3. 【請求項３】　　上記第１の高速高周波スイッチを上記
   分配器の出力端子の他の１端子と上記第２のサーキュレ
   ータの上記第２の送信パルスの入力端子間に接続したこ
   とを特徴とする請求項第１項、第２項記載のマイクロ波
   送受器。
4. 【請求項４】　　上記第１の送受信共用アンテナの放射
   電界の偏波と上記第２の送受信共用アンテナの放射電界
   の偏波を互いに直交させたことを特徴とする請求項第１
   項、第２項、第３項記載のマイクロ波送受器。