JPH0560860A - 電波測距装置 - Google Patents
電波測距装置Info
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- JPH0560860A JPH0560860A JP3010806A JP1080691A JPH0560860A JP H0560860 A JPH0560860 A JP H0560860A JP 3010806 A JP3010806 A JP 3010806A JP 1080691 A JP1080691 A JP 1080691A JP H0560860 A JPH0560860 A JP H0560860A
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- Japan
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- signal
- distance
- antenna
- transmission
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】正弦波変調されたミリ波を用いた測距装置にお
いて、送受信アンテナに相互結合度の低いアンテナを使
用し、更に測距の原点の校正を実施する。 【構成】送信アンテナ１０１、受信アンテナ１０２を有
する漏洩信号処理部２、距離原点較正部３、タイマー
４、送信部５、受信部６、距離周波数変換部７、位相計
８、及び信号処理部９から成る。最初に距離原点校正部
３において、送信機から減衰された信号を供給して原点
の零校正値を求め、記憶する。次いで電波を発射して計
測が行われる。この場合に送受アンテナ間の洩れ信号が
大きければ、漏洩信号処理部２において、送信波の一部
を取り、等振中、逆位相で受信信号に加算して洩れ信号
を減殺する。受信信号からは距離情報を有する５００Ｋ
ＨＺ変調波成分が取出され、更に５０１ＫＨＺの中間周
波と混合され、１ＫＨＺ成分が位相比較され、信号処理
部９では原点校正も施されて、測距データが出力され
る。
いて、送受信アンテナに相互結合度の低いアンテナを使
用し、更に測距の原点の校正を実施する。 【構成】送信アンテナ１０１、受信アンテナ１０２を有
する漏洩信号処理部２、距離原点較正部３、タイマー
４、送信部５、受信部６、距離周波数変換部７、位相計
８、及び信号処理部９から成る。最初に距離原点校正部
３において、送信機から減衰された信号を供給して原点
の零校正値を求め、記憶する。次いで電波を発射して計
測が行われる。この場合に送受アンテナ間の洩れ信号が
大きければ、漏洩信号処理部２において、送信波の一部
を取り、等振中、逆位相で受信信号に加算して洩れ信号
を減殺する。受信信号からは距離情報を有する５００Ｋ
ＨＺ変調波成分が取出され、更に５０１ＫＨＺの中間周
波と混合され、１ＫＨＺ成分が位相比較され、信号処理
部９では原点校正も施されて、測距データが出力され
る。
Description
【０００１】
【従来の技術】電波を利用した測距装置で同一周波数を
送受信する方式においては送信波が受信器に洩れ込みそ
の強さは目標物体からの反射電波より多いため計測が不
可能でパルス方式を利用するか、洩れ込み波を積極的に
利用するＦＭ−ＣＷ方式（固定目標からのドプラー効果
を起こさせる方式）しか実現出来なかった。
送受信する方式においては送信波が受信器に洩れ込みそ
の強さは目標物体からの反射電波より多いため計測が不
可能でパルス方式を利用するか、洩れ込み波を積極的に
利用するＦＭ−ＣＷ方式（固定目標からのドプラー効果
を起こさせる方式）しか実現出来なかった。
【０００２】しかもこれらの方式は次の様な欠点を持っ
ている。
ている。
【０００３】パルス方式で計測精度を上げるためにはパ
ルス幅を狭くし、かつ受信器の帯域幅を広くすることが
必要である。そのため送信電波の占有帯域幅は広くなり
受信感度が低下（受信器の雑音レベル増加）する。
ルス幅を狭くし、かつ受信器の帯域幅を広くすることが
必要である。そのため送信電波の占有帯域幅は広くなり
受信感度が低下（受信器の雑音レベル増加）する。
【０００４】ＦＭ−ＣＷ方式においても同様で計測精度
を上げるためには送信周波数の掃引幅を広くすることが
必要で、そのため送信電波の占有帯域幅は広がり送信出
力も変動が大きくなり、受信器のドップラー検出信号の
雑音レベルを上昇させることとなる。
を上げるためには送信周波数の掃引幅を広くすることが
必要で、そのため送信電波の占有帯域幅は広がり送信出
力も変動が大きくなり、受信器のドップラー検出信号の
雑音レベルを上昇させることとなる。
【０００５】両方式とも具体的な数値を示すと測距精度
を±０．５ｍ以下にするには占有帯域幅は４００ＭＨｚ
〜５００ＭＨｚとなる。パルス方式の受信器の熱雑音は
−８５ｄＢｍ以下とすることは不可能である。
を±０．５ｍ以下にするには占有帯域幅は４００ＭＨｚ
〜５００ＭＨｚとなる。パルス方式の受信器の熱雑音は
−８５ｄＢｍ以下とすることは不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
している第１の課題は占有帯域幅が狭く受信機のバンド
幅も狭い同一周波数の電波を送受する測距装置であり距
離計測の方法は距離信号の正弦波の送受信時の位相差を
計測するものである。
している第１の課題は占有帯域幅が狭く受信機のバンド
幅も狭い同一周波数の電波を送受する測距装置であり距
離計測の方法は距離信号の正弦波の送受信時の位相差を
計測するものである。
【０００７】この測距装置を実現するためには送受信の
空中線の相互結合を極力減少させる必要がある。
空中線の相互結合を極力減少させる必要がある。
【０００８】又第２の課題は第１の課題を解決するため
に必然的に付加されて起って来た問題である。即ちバン
ド幅と占有帯域幅の減少により送信機受信機共に位相の
温度変化、経時変化が激しくなり距離原点の基準が動く
ため定期的に較正を行うようにした。その具体的方法と
して空中線より送出される電波を遮断し、その一部の微
弱電波を受信空中線へ注入し、距離原点を較正するもの
である。
に必然的に付加されて起って来た問題である。即ちバン
ド幅と占有帯域幅の減少により送信機受信機共に位相の
温度変化、経時変化が激しくなり距離原点の基準が動く
ため定期的に較正を行うようにした。その具体的方法と
して空中線より送出される電波を遮断し、その一部の微
弱電波を受信空中線へ注入し、距離原点を較正するもの
である。
【０００９】空中線の相互結合の減少はマイクロ波から
ミリ波へ電波の周波数を高くすることにより可能となる
が更に積極的に両空中線をコルゲートホーンとし、ホー
ン外壁を流れる電磁波を吸収する様な電波吸収材を装着
させることにより、より一層相互結合の減少を実現出来
る。
ミリ波へ電波の周波数を高くすることにより可能となる
が更に積極的に両空中線をコルゲートホーンとし、ホー
ン外壁を流れる電磁波を吸収する様な電波吸収材を装着
させることにより、より一層相互結合の減少を実現出来
る。
【００１０】又マイクロ波帯で上記処理を行っても相互
結合が必要限度値まで低減出来ないときは漏洩電力と等
振幅・逆位相の電力を送信機から受信機へ加算すること
により相互結合を減少させることが出来る。以上が本発
明の課題である。
結合が必要限度値まで低減出来ないときは漏洩電力と等
振幅・逆位相の電力を送信機から受信機へ加算すること
により相互結合を減少させることが出来る。以上が本発
明の課題である。
【００１１】
【実施例】前述の課題を解決するための基本構成を説明
する。
する。
【００１２】第１の構成として、送受信アンテナにミリ
波帯のアンテナを使用し、前方指向性を鋭くサイドビー
ムを低減させ、アンテナの外壁に電波吸収体を取り付け
漏洩電流を吸収するようにして、送受信アンテナ相互の
結合が目標物体からの反射レベル以下におさえるように
した。
波帯のアンテナを使用し、前方指向性を鋭くサイドビー
ムを低減させ、アンテナの外壁に電波吸収体を取り付け
漏洩電流を吸収するようにして、送受信アンテナ相互の
結合が目標物体からの反射レベル以下におさえるように
した。
【００１３】更に、受信部・距離周波数変換部等の温度
変化による計測誤差を軽減するために、較正信号（送信
器と送信アンテナを分離し、送信波を較正信号として使
用）によって距離原点を較正し、計測精度の向上を図っ
ている。
変化による計測誤差を軽減するために、較正信号（送信
器と送信アンテナを分離し、送信波を較正信号として使
用）によって距離原点を較正し、計測精度の向上を図っ
ている。
【００１４】第２の構成として、本方式をミリ波帯より
も長波長帯で使用する時は、前記第１の構成に漏洩信号
処理部を付加して、送信波の一部を漏洩信号と等振幅・
逆位相にして受信アンテナに加えて漏洩信号を消去し、
計測精度の向上を図るようにした。
も長波長帯で使用する時は、前記第１の構成に漏洩信号
処理部を付加して、送信波の一部を漏洩信号と等振幅・
逆位相にして受信アンテナに加えて漏洩信号を消去し、
計測精度の向上を図るようにした。
【００１５】次に第１の実施例の回路と動作について説
明する。
明する。
【００１６】図１において、測距信号発生器（５０３）
からの信号（例えば５００ＫＨｚ）により変調された６
０ＧＨｚ帯送信器（５０１）の電波が切替スイッチ（３
０１）．結合器（２０１）等の伝送回路と送信アンテナ
（１０１）を経て空間の目標物体に放射される。
からの信号（例えば５００ＫＨｚ）により変調された６
０ＧＨｚ帯送信器（５０１）の電波が切替スイッチ（３
０１）．結合器（２０１）等の伝送回路と送信アンテナ
（１０１）を経て空間の目標物体に放射される。
【００１７】目標物体で反射された６０ＧＨｚ帯の電波
は、受信アンテナ（１０２）、結合器（３０３）を経て
受信部（６）に入力される。
は、受信アンテナ（１０２）、結合器（３０３）を経て
受信部（６）に入力される。
【００１８】受信器（６０１）で周波数変換後増幅され
た信号は、復調器（６０２）で復調され距離周波数変換
部（７）に送られる。
た信号は、復調器（６０２）で復調され距離周波数変換
部（７）に送られる。
【００１９】この信号は、信号処理を容易にするために
局部発振器（７０２）と周波数変換器（７０３）で１Ｋ
Ｈｚの信号に計測精度を保ちながら周波数変換される。
局部発振器（７０２）と周波数変換器（７０３）で１Ｋ
Ｈｚの信号に計測精度を保ちながら周波数変換される。
【００２０】同様に送信器（５０１）の電波を変調する
測距信号発生器（５０３）の信号も周波数変換器（７０
１）で、１ＫＨｚの信号に周波数変換される。
測距信号発生器（５０３）の信号も周波数変換器（７０
１）で、１ＫＨｚの信号に周波数変換される。
【００２１】これら２系統の信号が位相計（８）で位相
比較され、更に信号処理部（９）で変換処理されて目標
物体までの距離が求められる。
比較され、更に信号処理部（９）で変換処理されて目標
物体までの距離が求められる。
【００２２】本発明は連続波測距方式を採用しているた
め、受信器の狭帯域化が実現できた反面、受信器の温度
ドリフトによる利得・位相変動が生ずる。
め、受信器の狭帯域化が実現できた反面、受信器の温度
ドリフトによる利得・位相変動が生ずる。
【００２３】これらの変動による計測誤差の増大を防ぐ
ために距離原点較正部（３）を設けたものであり受信器
のバンド幅がパルス方式に比し極めて狭いものであって
も精度の高い測距装置が実現出来ることとなる。
ために距離原点較正部（３）を設けたものであり受信器
のバンド幅がパルス方式に比し極めて狭いものであって
も精度の高い測距装置が実現出来ることとなる。
【００２４】較正方法を次に説明する。
【００２５】タイマー（４０１）と距離原点較正部
（３）は、本測距装置の距離原点を較正するためのユニ
ットであり、較正時は、切替スイッチ（３０１）によっ
て、送信器（５０１）と送信アンテナ（１０１）が分離
され変調器（５０２）で変調された送信器（５０１）の
信号を、レベル調整器（３０２）、結合器（３０３）を
介して受信部（６）に注入する。
（３）は、本測距装置の距離原点を較正するためのユニ
ットであり、較正時は、切替スイッチ（３０１）によっ
て、送信器（５０１）と送信アンテナ（１０１）が分離
され変調器（５０２）で変調された送信器（５０１）の
信号を、レベル調整器（３０２）、結合器（３０３）を
介して受信部（６）に注入する。
【００２６】受信部（６）で復調された較正信号（５０
０ＫＨｚ) と、測距信号発生器（５０３）からの信号
（５００ＫＨｚ）は距離周波数変換部（７）でそれぞれ
１ＫＨｚに変換された後位相計（８）で位相比較され、
その値が信号処理部（９）に距離原点値として記憶され
る。
０ＫＨｚ) と、測距信号発生器（５０３）からの信号
（５００ＫＨｚ）は距離周波数変換部（７）でそれぞれ
１ＫＨｚに変換された後位相計（８）で位相比較され、
その値が信号処理部（９）に距離原点値として記憶され
る。
【００２７】次に切換スイッチが動作して、計測状態に
なり目標物体からの計測信号も周波数変換された後位相
比較され、信号処理部（９０１）に記憶され、この計測
値から先に記憶された距離原点値を引き算することで装
置の距離原点を補正して目標物体までの距離としてい
る。
なり目標物体からの計測信号も周波数変換された後位相
比較され、信号処理部（９０１）に記憶され、この計測
値から先に記憶された距離原点値を引き算することで装
置の距離原点を補正して目標物体までの距離としてい
る。
【００２８】送受信アンテナ（１０１），（１０２）に
ついては前方指向性が鋭く、サイドビームの低いコルゲ
ートアンテナを使用している。
ついては前方指向性が鋭く、サイドビームの低いコルゲ
ートアンテナを使用している。
【００２９】次に第２の実施例としてミリ波帯よりも長
波長帯送受信アンテナを利用したときの相互結合低減方
法について説明する。
波長帯送受信アンテナを利用したときの相互結合低減方
法について説明する。
【００３０】本発明では先に説明したように送受信アン
テナ（１０１），（１０２）間の相互結合を低減させる
ためにコルゲートアンテナを使用しているが、ミリ波帯
よりも長波長帯の電波を利用する場合、送信アンテナ
（１０１）から空間に放射された電波が受信アンテナ
（１０２）を介して受信器（６０１）に漏洩するが、当
該漏洩電波のレベル及び位相は実施装置の構造、送信周
波数、送信電力等の諸元が定まれば、それによって、ほ
ぼ一定値を示すものである。
テナ（１０１），（１０２）間の相互結合を低減させる
ためにコルゲートアンテナを使用しているが、ミリ波帯
よりも長波長帯の電波を利用する場合、送信アンテナ
（１０１）から空間に放射された電波が受信アンテナ
（１０２）を介して受信器（６０１）に漏洩するが、当
該漏洩電波のレベル及び位相は実施装置の構造、送信周
波数、送信電力等の諸元が定まれば、それによって、ほ
ぼ一定値を示すものである。
【００３１】本実施例では、この点に着目し、送信信号
の一部を結合器（２０１）で分岐し、図１の移相調整器
（２０２）で受信器（６０１）に注入する信号の位相量
を、レベル調整器（２０３）でそのレベルを調整して、
結合器（２０４）、結合器（３０３）を介して受信器
（６０１）に注入する。
の一部を結合器（２０１）で分岐し、図１の移相調整器
（２０２）で受信器（６０１）に注入する信号の位相量
を、レベル調整器（２０３）でそのレベルを調整して、
結合器（２０４）、結合器（３０３）を介して受信器
（６０１）に注入する。
【００３２】即ち、移相調整器（２０２）では漏洩信号
と注入信号の位相が逆位相になるように調整し、レベル
調整器（２０３）では漏洩信号と注入信号のレベルが等
しくなるように調整して、送受信アンテナ間の相互結合
を消去する。
と注入信号の位相が逆位相になるように調整し、レベル
調整器（２０３）では漏洩信号と注入信号のレベルが等
しくなるように調整して、送受信アンテナ間の相互結合
を消去する。
【００３３】移相調整器（２０２）、レベル調整器（２
０３）の具体的な調整方法は、理想的な空間、即ち、送
信アンテナ（１０１）から放射された電波は反射しない
空間（例えば天空）で受信器（６０１）の出力レベルを
モニターし乍ら、出力レベルが最小、のぞましくは零に
なるように調整する。
０３）の具体的な調整方法は、理想的な空間、即ち、送
信アンテナ（１０１）から放射された電波は反射しない
空間（例えば天空）で受信器（６０１）の出力レベルを
モニターし乍ら、出力レベルが最小、のぞましくは零に
なるように調整する。
【００３４】一般に、正弦波変調の位相を測る電波測距
装置の欠点としては、送受信空中線のビーム幅内に複数
の反射物体があるときは、各々の反射信号の位相がベク
トル合成された結果が計測され、計測誤差が発生するこ
とである。それを改善するために雨滴や地面からの反射
波が混入しないように送受信アンテナに同じ円偏波のア
ンテナを使用して計測誤差を軽減させている。これも本
発明の有効性を高める有力な手段である。
装置の欠点としては、送受信空中線のビーム幅内に複数
の反射物体があるときは、各々の反射信号の位相がベク
トル合成された結果が計測され、計測誤差が発生するこ
とである。それを改善するために雨滴や地面からの反射
波が混入しないように送受信アンテナに同じ円偏波のア
ンテナを使用して計測誤差を軽減させている。これも本
発明の有効性を高める有力な手段である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、送受信アンテナに
相互結合の低いミリ波アンテナを並設して相互結合の低
減を図ることができたので計測方式として同一周波数に
よる連続波測距が可能となる。
相互結合の低いミリ波アンテナを並設して相互結合の低
減を図ることができたので計測方式として同一周波数に
よる連続波測距が可能となる。
【００３６】本発明の実施例では送信器の占有帯域幅及
び受信器の帯域幅は２ＭＨｚと狭帯域化が実現でき、更
に距離周波数変換部にてバンド幅が１ＫＨｚに絞られる
ため受信器・復調器のＳ／Ｎ比は、（２ＭＨｚ／１ＫＨ
ｚ）1/2 ≒４０倍に改善される。 又感度についてパル
ス方式と比較して、（５００ＭＨｚ／２ＭＨｚ)1/2×４
０≒６００倍の向上が期待できる。
び受信器の帯域幅は２ＭＨｚと狭帯域化が実現でき、更
に距離周波数変換部にてバンド幅が１ＫＨｚに絞られる
ため受信器・復調器のＳ／Ｎ比は、（２ＭＨｚ／１ＫＨ
ｚ）1/2 ≒４０倍に改善される。 又感度についてパル
ス方式と比較して、（５００ＭＨｚ／２ＭＨｚ)1/2×４
０≒６００倍の向上が期待できる。
【００３７】バンド幅と占有帯域幅の狭帯域化に伴い、
温度変化、経時変化が増大するが、一定周期で動作する
距離原点較正部によって計測系の較正を行っているので
計測精度は確保できる。
温度変化、経時変化が増大するが、一定周期で動作する
距離原点較正部によって計測系の較正を行っているので
計測精度は確保できる。
【００３８】又、ミリ波帯よりも長波長帯の相互結合が
大きい周波数帯に於いても漏洩信号処理を付加すること
によって計測精度を保持できる。
大きい周波数帯に於いても漏洩信号処理を付加すること
によって計測精度を保持できる。
【図１】本発明の実施例を示す系統図である。
１０１：送信アンテナ １０２：受信アンテナ ２：漏洩信号処理部 ２０１：結合器（１） ２０２：移相調整器 ２０３：レベル調整器（１） ２０４：結合器（２） ３：距離原点較正部 ３０１：切替スイッチ ３０２：レベル調整器（２） ３０３：結合器（３） ４０１：タイマー ５：送信部 ５０１：送信器 ５０２：変調器 ５０３：測距信号発生器 ６：受信部 ６０１：受信器 ６０２：復調器 ７：距離周波数変換部 ７０１：周波数変換器（１） ７０２：局部発振器 ７０３：周波数変換器（２） ８：位相計 ９：信号処理部
Claims (4)
- 【請求項１】 正弦波（又は矩形波）の変調信号で変調
された連続波を目標物体に放射し、目標物体からの反射
信号を受信・復調し、前記変調信号と復調信号との位相
差を測定することにより目標物体までの距離を計測する
装置において、送受信アンテナに相互結合の低いミリ波
アンテナを並設し、計測値を較正する距離原点較正部を
有することを特徴とする電波測距装置。 - 【請求項２】 送信アンテナから受信アンテナに漏洩す
る電波と等振幅・逆位相の信号を受信アンテナに加える
漏洩信号処理部を有する請求項１に記載の電波測距装
置。 - 【請求項３】 送信アンテナ及び受信アンテナをコルゲ
ートホーンとした請求項１又は２に記載の電波測距装
置。 - 【請求項４】 送信アンテナと受信アンテナを同じ円偏
波とした請求項１又は２又は３に記載の電波測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010806A JPH0560860A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 電波測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3010806A JPH0560860A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 電波測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560860A true JPH0560860A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=11760588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3010806A Pending JPH0560860A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 電波測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560860A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07167948A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Nec Corp | Ｃｗレーダ装置 |
| JPH0896298A (ja) * | 1994-09-22 | 1996-04-12 | Nippondenso Co Ltd | 駐車場管理システム |
| JP2011196924A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 障害物検知装置 |
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| JPS4870573A (ja) * | 1971-12-24 | 1973-09-25 | ||
| JPS5547764A (en) * | 1978-10-02 | 1980-04-04 | Nec Corp | Electronic call meter unit |
| JPS58148980A (ja) * | 1982-03-01 | 1983-09-05 | Nec Corp | 高精度距離測定装置 |
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| JPH0245784A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 後方散乱系数測定装置 |
| JPH02190790A (ja) * | 1989-01-19 | 1990-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3010806A patent/JPH0560860A/ja active Pending
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