JPH06289129A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
- Publication number
- JPH06289129A JPH06289129A JP10022793A JP10022793A JPH06289129A JP H06289129 A JPH06289129 A JP H06289129A JP 10022793 A JP10022793 A JP 10022793A JP 10022793 A JP10022793 A JP 10022793A JP H06289129 A JPH06289129 A JP H06289129A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- distance
- phase comparator
- difference
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 位相比較器の特性に依らず広範囲の高精度測
距を可能にする。 【構成】 ２が発生する一定周波数の変調信号は３にて
14に送波する変調波Smとなる一方、５にて７からのロー
カル信号と混合される。８は両者の周波数差である測距
基準信号Srを取り出す。４が14での反射波から形成した
復調信号は６にてローカル信号と混合される。９は両者
の周波数差である測距情報信号Siを取り出す。10は13の
出力周波数f0とエレメント数ｎに応じた遅延量n/f0でSr
を遅延する。11は10の出力とSiとの位相差に比例した電
圧値を12を介して13に与える。11→12→13→10のループ
により11の出力が０となる。14までの距離Ｒは、周波数
f0をカウンタ等で計測して求める。Ｒ＝（ｎ・ｃ／２・
f0）（│fL−fm│／fm）。fmは２の出力周波数、fLはロ
ーカル周波数、ｃは光速度である。
距を可能にする。 【構成】 ２が発生する一定周波数の変調信号は３にて
14に送波する変調波Smとなる一方、５にて７からのロー
カル信号と混合される。８は両者の周波数差である測距
基準信号Srを取り出す。４が14での反射波から形成した
復調信号は６にてローカル信号と混合される。９は両者
の周波数差である測距情報信号Siを取り出す。10は13の
出力周波数f0とエレメント数ｎに応じた遅延量n/f0でSr
を遅延する。11は10の出力とSiとの位相差に比例した電
圧値を12を介して13に与える。11→12→13→10のループ
により11の出力が０となる。14までの距離Ｒは、周波数
f0をカウンタ等で計測して求める。Ｒ＝（ｎ・ｃ／２・
f0）（│fL−fm│／fm）。fmは２の出力周波数、fLはロ
ーカル周波数、ｃは光速度である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変調信号と被測定物体
での反射波の復調信号との位相差から被測定物体までの
距離を測定する測距装置に関する。
での反射波の復調信号との位相差から被測定物体までの
距離を測定する測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】変調信号と被測定物体での反射波の復調
信号との位相差から被測定物体までの距離を測定する測
距装置としては、従来例えば図２に示すものが知られて
いる。この測距装置２１は、発振器２，送信器３，受信
器４，ミキサ５，同６，ローカル発振器７，ローパスフ
ィルタ８，同９，位相比較器１１を基本的に備える。
信号との位相差から被測定物体までの距離を測定する測
距装置としては、従来例えば図２に示すものが知られて
いる。この測距装置２１は、発振器２，送信器３，受信
器４，ミキサ５，同６，ローカル発振器７，ローパスフ
ィルタ８，同９，位相比較器１１を基本的に備える。
【０００３】発振器２は、一定周波数の変調信号を発生
し、それを送信器３とミキサ５に与える。送信器３は、
入力した変調信号で搬送波を変調して形成した変調波Ｓ
m を被測定物体１４へ送波する。また、ミキサ５は、入
力した変調信号とローカル発振器７からのローカル信号
とを混合し、２信号の周波数の差のビート信号及び和の
ビート信号を形成し、それをローパスフィルタ８に与え
る。ローパスフィルタ８は、入力した２つのビート信号
の中、差周波数のビート信号を取り出し、それを測距基
準信号Ｓr として位相比較器１１の一方の入力に与え
る。
し、それを送信器３とミキサ５に与える。送信器３は、
入力した変調信号で搬送波を変調して形成した変調波Ｓ
m を被測定物体１４へ送波する。また、ミキサ５は、入
力した変調信号とローカル発振器７からのローカル信号
とを混合し、２信号の周波数の差のビート信号及び和の
ビート信号を形成し、それをローパスフィルタ８に与え
る。ローパスフィルタ８は、入力した２つのビート信号
の中、差周波数のビート信号を取り出し、それを測距基
準信号Ｓr として位相比較器１１の一方の入力に与え
る。
【０００４】一方、受信器４は、被測定物体１４での反
射波を受信処理して復調信号を形成し、それをミキサ６
に与える。ミキサ６は、入力した復調信号とローカル発
振器７からのローカル信号とを混合し、２信号の周波数
の差のビート信号及び和のビート信号を形成し、それを
ローパスフィルタ９に与える。ローパスフィルタ９は入
力した２つのビート信号の中、差周波数のビート信号を
取り出し、それを測距情報信号Ｓi として位相比較器１
１の他方の入力に与える。
射波を受信処理して復調信号を形成し、それをミキサ６
に与える。ミキサ６は、入力した復調信号とローカル発
振器７からのローカル信号とを混合し、２信号の周波数
の差のビート信号及び和のビート信号を形成し、それを
ローパスフィルタ９に与える。ローパスフィルタ９は入
力した２つのビート信号の中、差周波数のビート信号を
取り出し、それを測距情報信号Ｓi として位相比較器１
１の他方の入力に与える。
【０００５】位相比較器１１は、測距基準信号Ｓr と測
距情報信号Ｓi との位相を比較して位相差に比例した電
圧値を出力信号Ｓp として出力する。
距情報信号Ｓi との位相を比較して位相差に比例した電
圧値を出力信号Ｓp として出力する。
【０００６】ここで、発振器２の発振周波数をｆ、当該
装置２１から被測定物体１４までの距離をＲ、光速度を
ｃとすると、位相差Δφは、数式１で与えられる。
装置２１から被測定物体１４までの距離をＲ、光速度を
ｃとすると、位相差Δφは、数式１で与えられる。
【０００７】
【数１】 Δφ＝２π・（２Ｒ／ｃ）／（１／ｆ）＝４πｆＲ／ｃ
【０００８】つまり、位相比較器１１の出力信号Ｓp
は、距離Ｒに比例することになり、出力信号値で距離計
測が行える。
は、距離Ｒに比例することになり、出力信号値で距離計
測が行える。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の測距装
置では、測距基準信号と測距情報信号との位相差を直接
比較し、位相差に比例した電圧信号を得るようにしてい
るが、広い測距範囲に渡り高い測距精度を得るには、ダ
イナミックレンジの広い直線性の優れた位相比較器が必
要である。また、位相比較器に入力する信号レベルの変
動を抑える必要があるが、それに対する措置がなく、更
に位相比較器は温度変化に対して検波特性が変動しない
ものであることが必要である。
置では、測距基準信号と測距情報信号との位相差を直接
比較し、位相差に比例した電圧信号を得るようにしてい
るが、広い測距範囲に渡り高い測距精度を得るには、ダ
イナミックレンジの広い直線性の優れた位相比較器が必
要である。また、位相比較器に入力する信号レベルの変
動を抑える必要があるが、それに対する措置がなく、更
に位相比較器は温度変化に対して検波特性が変動しない
ものであることが必要である。
【００１０】要するに、従来の測距装置では、測定精度
は専ら位相比較器の特性に依存し、高精度の測距が困難
であるという問題がある。
は専ら位相比較器の特性に依存し、高精度の測距が困難
であるという問題がある。
【００１１】本発明は、このような従来の要請に応える
べくなされたもので、その目的は、位相比較器の特性に
関係なく高精度の測距を可能にする測距装置を提供する
ことにある。
べくなされたもので、その目的は、位相比較器の特性に
関係なく高精度の測距を可能にする測距装置を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の測距装置は次の如き構成を有する。即ち、
本発明の測距装置は、一定周波数の変調信号で搬送波を
変調して生成した変調波を被測定物体に送波すると共
に、変調信号とローカル信号との周波数差である測距基
準信号を生成する一方、被測定物体での反射波から形成
した復調信号とローカル信号との周波数差である測距情
報信号を生成し、測距基準信号と測距情報信号との位相
差から被測定物体までの距離を測定する測距装置におい
て；制御電圧により発振周波数が制御される電圧制御発
振器と； 前記電圧制御発振器の出力周波数に応じた遅
延量で前記測距基準信号を遅延させる遅延回路と；前記
遅延回路の出力と前記測距情報信号との位相差を検出
し、その位相差に対応した電圧値を前記制御電圧として
出力する位相比較器と； を備えたことを特徴とするも
のである。
め、本発明の測距装置は次の如き構成を有する。即ち、
本発明の測距装置は、一定周波数の変調信号で搬送波を
変調して生成した変調波を被測定物体に送波すると共
に、変調信号とローカル信号との周波数差である測距基
準信号を生成する一方、被測定物体での反射波から形成
した復調信号とローカル信号との周波数差である測距情
報信号を生成し、測距基準信号と測距情報信号との位相
差から被測定物体までの距離を測定する測距装置におい
て；制御電圧により発振周波数が制御される電圧制御発
振器と； 前記電圧制御発振器の出力周波数に応じた遅
延量で前記測距基準信号を遅延させる遅延回路と；前記
遅延回路の出力と前記測距情報信号との位相差を検出
し、その位相差に対応した電圧値を前記制御電圧として
出力する位相比較器と； を備えたことを特徴とするも
のである。
【００１３】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明の測距装置
の作用を説明する。本発明では、遅延回路、位相比較器
及び電圧制御発振器によりフィードバックループを構成
し、測距基準信号を遅延させたものと測距情報信号との
位相比較を行う際に位相差に応じて遅延量を制御してそ
の位相差が０となるようにし、距離測定値は電圧制御発
振器の出力周波数をカウンタ等で直接測定して求める。
の作用を説明する。本発明では、遅延回路、位相比較器
及び電圧制御発振器によりフィードバックループを構成
し、測距基準信号を遅延させたものと測距情報信号との
位相比較を行う際に位相差に応じて遅延量を制御してそ
の位相差が０となるようにし、距離測定値は電圧制御発
振器の出力周波数をカウンタ等で直接測定して求める。
【００１４】従って、位相比較器は広い直線性を必要と
せず、更に位相比較器に入力する信号レベルに変動があ
っても、あるいは温度変化により位相比較器の検波特性
が変動しても支障なく広い測距範囲に渡り高い精度で測
定できる。
せず、更に位相比較器に入力する信号レベルに変動があ
っても、あるいは温度変化により位相比較器の検波特性
が変動しても支障なく広い測距範囲に渡り高い精度で測
定できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る測距装置を示
す。この測距装置１は、図２に示したものにおいて、ロ
ーパスフィルタ８と位相比較器１１との間にＣＣＤ遅延
線１０を設けると共に、ループアンプ１２及び電圧制御
発振器１３を追加したものである。以下、本発明に係る
部分を中心に説明する。
する。図１は、本発明の一実施例に係る測距装置を示
す。この測距装置１は、図２に示したものにおいて、ロ
ーパスフィルタ８と位相比較器１１との間にＣＣＤ遅延
線１０を設けると共に、ループアンプ１２及び電圧制御
発振器１３を追加したものである。以下、本発明に係る
部分を中心に説明する。
【００１６】ローパスフィルタ８から出力される測距基
準信号Ｓr はＣＣＤ遅延線１０にて時間Ｔd だけ遅延さ
れて位相比較器１１の一方の入力となる。このＣＣＤ遅
延線１０は、電圧制御発振器１３の出力信号により駆動
されるが、その遅延量は一般に駆動信号の周波数に反比
例し当該遅延線のエレメント数に比例する。
準信号Ｓr はＣＣＤ遅延線１０にて時間Ｔd だけ遅延さ
れて位相比較器１１の一方の入力となる。このＣＣＤ遅
延線１０は、電圧制御発振器１３の出力信号により駆動
されるが、その遅延量は一般に駆動信号の周波数に反比
例し当該遅延線のエレメント数に比例する。
【００１７】位相比較器１１は、ＣＣＤ遅延線１０が遅
延出力する測距基準信号Ｓr とローパスフィルタ９が出
力する測距情報信号Ｓi との位相を比較し、位相差に比
例した電圧信号Ｓp をループアンプ１２を介して電圧制
御発振器１３に制御電圧として出力する。
延出力する測距基準信号Ｓr とローパスフィルタ９が出
力する測距情報信号Ｓi との位相を比較し、位相差に比
例した電圧信号Ｓp をループアンプ１２を介して電圧制
御発振器１３に制御電圧として出力する。
【００１８】要するに、位相比較器１１、ループアンプ
１２、電圧制御発振器１３及びＣＣＤ遅延線１０により
フィードバックループを構成し、測距基準信号Ｓr と測
距情報信号Ｓi との位相差が０となるように制御する零
位相法を採用したのである。従って、ループアンプ１２
の増幅度は充分に大きくしておけば測定精度が一層向上
することになる。
１２、電圧制御発振器１３及びＣＣＤ遅延線１０により
フィードバックループを構成し、測距基準信号Ｓr と測
距情報信号Ｓi との位相差が０となるように制御する零
位相法を採用したのである。従って、ループアンプ１２
の増幅度は充分に大きくしておけば測定精度が一層向上
することになる。
【００１９】今、電圧制御発振器１３の発振周波数をｆ
0 とし、ＣＣＤ遅延線１０のエレメント数をｎとする
と、ローパスフィルタ８から出力される測距基準信号Ｓ
r は、ＣＣＤ遅延線１０により、Ｔd ＝ｎ／ｆ0 だけ遅
延する。
0 とし、ＣＣＤ遅延線１０のエレメント数をｎとする
と、ローパスフィルタ８から出力される測距基準信号Ｓ
r は、ＣＣＤ遅延線１０により、Ｔd ＝ｎ／ｆ0 だけ遅
延する。
【００２０】遅延量Ｔd の時、位相比較器１１に入る測
距基準信号Ｓr と測距情報信号Ｓiとの位相差が０とな
るように制御されるので、発振器２が出力する変調信号
の周波数をｆm 、ローカル発振器７が出力するローカル
信号の周波数をｆL とすると被測定物体１４までの距離
Ｒは数式２で与えられる。
距基準信号Ｓr と測距情報信号Ｓiとの位相差が０とな
るように制御されるので、発振器２が出力する変調信号
の周波数をｆm 、ローカル発振器７が出力するローカル
信号の周波数をｆL とすると被測定物体１４までの距離
Ｒは数式２で与えられる。
【００２１】
【数２】 Ｒ＝（ｎ・ｃ／２・ｆ0 ）（│ｆL −ｆm │／ｆm ）
【００２２】従って、電圧制御発振器１３の発振周波数
ｆ0 と距離Ｒは反比例するので、周波数ｆ0 をカウンタ
等で計測すれば距離Ｒを測定することができる。
ｆ0 と距離Ｒは反比例するので、周波数ｆ0 をカウンタ
等で計測すれば距離Ｒを測定することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の測距装置
では、遅延回路、位相比較器及び電圧制御発振器により
フィードバックループを構成し、測距基準信号を遅延さ
せたものと測距情報信号との位相比較を行う際に位相差
に応じて遅延量を制御してその位相差が０となるように
し、距離測定値は電圧制御発振器の出力周波数をカウン
タ等で直接測定して求めるようにしたので、位相比較器
は広い直線性を必要とせず、更に位相比較器に入力する
信号レベルに変動があっても、あるいは温度変化により
位相比較器の検波特性が変動しても支障なく広い測距範
囲に渡り高い精度で測定できる効果がある。
では、遅延回路、位相比較器及び電圧制御発振器により
フィードバックループを構成し、測距基準信号を遅延さ
せたものと測距情報信号との位相比較を行う際に位相差
に応じて遅延量を制御してその位相差が０となるように
し、距離測定値は電圧制御発振器の出力周波数をカウン
タ等で直接測定して求めるようにしたので、位相比較器
は広い直線性を必要とせず、更に位相比較器に入力する
信号レベルに変動があっても、あるいは温度変化により
位相比較器の検波特性が変動しても支障なく広い測距範
囲に渡り高い精度で測定できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係る測距装置の構成ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】従来の測距装置の構成ブロック図である。
１ 測距装置 ２ 発振器 ３ 送信器 ４ 受信器 ５ ミキサ ６ ミキサ ７ ローカル発振器 ８ ローパスフィルタ ９ ローパスフィルタ １０ ＣＣＤ遅延線 １１ 位相比較器 １２ ループアンプ １３ 電圧制御発振器 １４ 被測定物体
Claims (1)
- 【請求項１】 一定周波数の変調信号で搬送波を変調し
て生成した変調波を被測定物体に送波すると共に、変調
信号とローカル信号との周波数差である測距基準信号を
生成する一方、被測定物体での反射波から形成した復調
信号とローカル信号との周波数差である測距情報信号を
生成し、測距基準信号と測距情報信号との位相差から被
測定物体までの距離を測定する測距装置において； 制
御電圧により発振周波数が制御される電圧制御発振器
と； 前記電圧制御発振器の出力周波数に応じた遅延量
で前記測距基準信号を遅延させる遅延回路と； 前記遅
延回路の出力と前記測距情報信号との位相差を検出し、
その位相差に対応した電圧値を前記制御電圧として出力
する位相比較器と； を備えたことを特徴とする測距装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022793A JPH06289129A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10022793A JPH06289129A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06289129A true JPH06289129A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=14268402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10022793A Pending JPH06289129A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06289129A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007278932A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 微小移動検出装置 |
| JP2008524562A (ja) * | 2004-12-18 | 2008-07-10 | ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト | 電子測定方法 |
| JP2011196924A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 障害物検知装置 |
| JP2018124148A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社東海理化電機製作所 | 伝搬距離推定装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158785A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Nec Corp | 測距装置 |
| JPH03220482A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Nec Corp | 測距装置 |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP10022793A patent/JPH06289129A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158785A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Nec Corp | 測距装置 |
| JPH03220482A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-27 | Nec Corp | 測距装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008524562A (ja) * | 2004-12-18 | 2008-07-10 | ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト | 電子測定方法 |
| JP2007278932A (ja) * | 2006-04-10 | 2007-10-25 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 微小移動検出装置 |
| JP2011196924A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 障害物検知装置 |
| JP2018124148A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社東海理化電機製作所 | 伝搬距離推定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4274736A (en) | Method and apparatus for electrooptical distance measurement | |
| JP3030598B2 (ja) | ジッタ検出装置 | |
| JPH11352227A (ja) | 周波数信号形成用回路装置 | |
| JP2002538418A (ja) | レーザ変位測定装置 | |
| EP0395682A1 (en) | SPEED AND ALTITUDE SENSOR WITH CLOSED CONTROL LOOP FOR FM PERMANENT RADIATOR RADARS. | |
| US4135243A (en) | Single sampler heterodyne method for wideband frequency measurement | |
| JPH06289129A (ja) | 測距装置 | |
| JPH04283680A (ja) | 光波測距装置 | |
| US4050015A (en) | Control of microwave generator-cavity resonator combinations for gas analyzer | |
| JPH0569192B2 (ja) | ||
| JPH0452586A (ja) | 測距装置 | |
| JPH0886872A (ja) | 位相比較処理回路および光波距離計 | |
| JPH05203732A (ja) | 測距装置 | |
| JPH05508222A (ja) | 基準信号位相揺動方式による単段復調器 | |
| JPH03158785A (ja) | 測距装置 | |
| JPH0682552A (ja) | 光波距離計における測距方法 | |
| SU864181A1 (ru) | Электронный фазометр | |
| JP2930740B2 (ja) | サーボスロープ式ｆｍ−ｃｗレーダ | |
| SU1693562A1 (ru) | Способ определени сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале | |
| JPH0448289A (ja) | 光波距離計 | |
| JP2854590B2 (ja) | 測距センサー | |
| JPH03220482A (ja) | 測距装置 | |
| AU624104B2 (en) | Closed loop velocity/altitude sensor for fm-cw doppler radars | |
| SU1308932A1 (ru) | Фазометр | |
| JP2001337160A (ja) | 連続波レーダ及び距離速度測定装置並びに周波数変調方法 |