JPH1090396A - 距離測定方法及び距離測定装置 - Google Patents
距離測定方法及び距離測定装置Info
- Publication number
- JPH1090396A JPH1090396A JP8249443A JP24944396A JPH1090396A JP H1090396 A JPH1090396 A JP H1090396A JP 8249443 A JP8249443 A JP 8249443A JP 24944396 A JP24944396 A JP 24944396A JP H1090396 A JPH1090396 A JP H1090396A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- frequency
- voltage
- circuit
- difference frequency
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 63
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 33
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 22
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 16
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 16
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 10
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010356 wave oscillation Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 241000284466 Antarctothoa delta Species 0.000 description 1
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002175 menstrual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 狭帯域で同期検知を高いＳ／Ｎ比で容易に行
い得ると共に、広探知範囲で目標物までの距離を高精度
に測定し得る距離測定装置を提供すること。 【解決手段】 この距離測定装置も、従来装置と同様な
送信器３１ａ，送信電波５ａを送波する送波器４ａ，送
信電波５ａの目標物からの反射波６ａを受信信号に変換
する受波器７ａ，及び受信器３２ａを備えるが、信号処
理回路３３ａ´を含む信号処理器３３ａでは増幅及び整
形された受信信号を送信信号に基づいて復調してビート
信号を得ると共に、ビート信号から同期差周波数ｆx0及
びこれに対応する電圧信号を得るための信号処理を行
い、制御器３４ａでは信号処理による非同期差周波数を
示す差周波数ｆx 及び差周波補数ｆ´x に対応する電圧
信号から送信器３１ａの鋸歯状波発振回路１ａの掃引周
期Ｔを変化させる制御信号を発生し、非同期差周波数が
同期差周波数になるように制御する。
い得ると共に、広探知範囲で目標物までの距離を高精度
に測定し得る距離測定装置を提供すること。 【解決手段】 この距離測定装置も、従来装置と同様な
送信器３１ａ，送信電波５ａを送波する送波器４ａ，送
信電波５ａの目標物からの反射波６ａを受信信号に変換
する受波器７ａ，及び受信器３２ａを備えるが、信号処
理回路３３ａ´を含む信号処理器３３ａでは増幅及び整
形された受信信号を送信信号に基づいて復調してビート
信号を得ると共に、ビート信号から同期差周波数ｆx0及
びこれに対応する電圧信号を得るための信号処理を行
い、制御器３４ａでは信号処理による非同期差周波数を
示す差周波数ｆx 及び差周波補数ｆ´x に対応する電圧
信号から送信器３１ａの鋸歯状波発振回路１ａの掃引周
期Ｔを変化させる制御信号を発生し、非同期差周波数が
同期差周波数になるように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として直線周波
数変調波を用いた電圧信号を電波等の放射波へ変換して
送受波し、目標物までの距離を測定する距離測定方法及
び距離測定装置に関する。
数変調波を用いた電圧信号を電波等の放射波へ変換して
送受波し、目標物までの距離を測定する距離測定方法及
び距離測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の直線周波数変調波を用い
た距離測定装置としては、図６に示すような構成のもの
が挙げられる。この距離測定装置は、送信器３１ｃ，送
波器４ｃ，受波器７ｃ，受信器３２ｃ，及び信号処理器
３３ｃで構成されている。このうち、送信器３１ｃは鋸
歯状波発振回路１ｃ，電圧周波数変換回路２ｃ，及び電
力増幅回路３ｃを備え、受信器３２ｃは電圧増幅回路８
ｃ及び帯域濾波回路９ｄを備え、信号処理器３３ｃは復
調回路１０ｃ，低域濾波回路２８ａ，復調回路１０ｄ，
低域濾波回路２８ｂ，及び△ｆ／２参照信号発振回路２
９を備えるが、これらの各部における動作については、
図７（ａ）〜（ｆ）に示す各部の処理信号の波形に関す
るタイミングチャートを参照して説明する。但し、図中
のｆS は送信周波数を示し、ｆR は受信周波数を示すも
のとする。
た距離測定装置としては、図６に示すような構成のもの
が挙げられる。この距離測定装置は、送信器３１ｃ，送
波器４ｃ，受波器７ｃ，受信器３２ｃ，及び信号処理器
３３ｃで構成されている。このうち、送信器３１ｃは鋸
歯状波発振回路１ｃ，電圧周波数変換回路２ｃ，及び電
力増幅回路３ｃを備え、受信器３２ｃは電圧増幅回路８
ｃ及び帯域濾波回路９ｄを備え、信号処理器３３ｃは復
調回路１０ｃ，低域濾波回路２８ａ，復調回路１０ｄ，
低域濾波回路２８ｂ，及び△ｆ／２参照信号発振回路２
９を備えるが、これらの各部における動作については、
図７（ａ）〜（ｆ）に示す各部の処理信号の波形に関す
るタイミングチャートを参照して説明する。但し、図中
のｆS は送信周波数を示し、ｆR は受信周波数を示すも
のとする。
【０００３】即ち、この距離測定装置では、先ず鋸歯状
波発振回路１ｃで図７（ａ）に示されるような一定周期
Ｔで掃引電圧の振幅Ａが最小振幅Ａ1 から最大振幅Ａ2
までの範囲で直線的な勾配を有する鋸歯状波の掃引電圧
信号を生成し、この掃引電圧信号を電圧周波数変換回路
２ｃで送信周波数ｆに変換して図７（ｂ）に示されるよ
うな最小周波数ｆ1 から最大周波数ｆ2 までの掃引周波
数差△ｆ（＝ｆ2 −ｆ1 ）で直線的な勾配を有するよう
に変調された送信信号を生成出力する。次に、この送信
信号を電力増幅回路３ｃで増幅して送信増幅信号を出力
し、送波器４ｃでは送信増幅信号を電波に変換して得た
送信電波を目標物へ放射する。
波発振回路１ｃで図７（ａ）に示されるような一定周期
Ｔで掃引電圧の振幅Ａが最小振幅Ａ1 から最大振幅Ａ2
までの範囲で直線的な勾配を有する鋸歯状波の掃引電圧
信号を生成し、この掃引電圧信号を電圧周波数変換回路
２ｃで送信周波数ｆに変換して図７（ｂ）に示されるよ
うな最小周波数ｆ1 から最大周波数ｆ2 までの掃引周波
数差△ｆ（＝ｆ2 −ｆ1 ）で直線的な勾配を有するよう
に変調された送信信号を生成出力する。次に、この送信
信号を電力増幅回路３ｃで増幅して送信増幅信号を出力
し、送波器４ｃでは送信増幅信号を電波に変換して得た
送信電波を目標物へ放射する。
【０００４】一方、送信電波の目標物からの反射波は受
波器７ｃで受波されて受信信号に変換され、電圧増幅回
路８ｃ及び帯域濾波回路９ｄで増幅，整形した受信信号
を復調回路１０ｃで復調することでビート信号が取り出
されるが、このビート信号は低域濾波回路２８ａで整形
されて出力される。このときの復調回路１０ｃにおける
入力信号は図７（ｃ）に示されるように、送信電波及び
その反射波が目標物までの距離ｘを伝搬速度Ｃで往復す
る時間Ｔx （＝２ｘ／Ｃ）だけ送信信号から遅れ、同一
時間における送信周波数ｆS と受信周波数ｆR との間に
周波数ｆにおける周波数差ｆx ，ｆ´x を生じる。復調
回路１０ｃ及び低域濾波回路２８ａでとり出されたビー
ト信号はこの周波数差ｆx ，ｆ´x であり、図７（ｄ）
に示されるように△ｆ／２を超過した周波数差ｆ´x ，
△ｆ／２未満の周波数差ｆx が時間ｔに対して交互に出
力される。
波器７ｃで受波されて受信信号に変換され、電圧増幅回
路８ｃ及び帯域濾波回路９ｄで増幅，整形した受信信号
を復調回路１０ｃで復調することでビート信号が取り出
されるが、このビート信号は低域濾波回路２８ａで整形
されて出力される。このときの復調回路１０ｃにおける
入力信号は図７（ｃ）に示されるように、送信電波及び
その反射波が目標物までの距離ｘを伝搬速度Ｃで往復す
る時間Ｔx （＝２ｘ／Ｃ）だけ送信信号から遅れ、同一
時間における送信周波数ｆS と受信周波数ｆR との間に
周波数ｆにおける周波数差ｆx ，ｆ´x を生じる。復調
回路１０ｃ及び低域濾波回路２８ａでとり出されたビー
ト信号はこの周波数差ｆx ，ｆ´x であり、図７（ｄ）
に示されるように△ｆ／２を超過した周波数差ｆ´x ，
△ｆ／２未満の周波数差ｆx が時間ｔに対して交互に出
力される。
【０００５】因みに、図７（ｂ）及び図７（ｃ）で説明
したように、掃引周波数差Δｆ（＝ｆ2 −ｆ1 ）は２つ
の周波数差ｆx ，ｆ´x の和に等しく、従ってΔｆ＝ｆ
x ＋ｆ´x となるため、ｆx は差周波数，ｆ´x は差周
波補数と呼ばれても良い。
したように、掃引周波数差Δｆ（＝ｆ2 −ｆ1 ）は２つ
の周波数差ｆx ，ｆ´x の和に等しく、従ってΔｆ＝ｆ
x ＋ｆ´x となるため、ｆx は差周波数，ｆ´x は差周
波補数と呼ばれても良い。
【０００６】ところで、この距離測定装置で目標物まで
の距離ｘを測定する場合、従来では差周波数ｆx の一つ
のみを取り出し、この差周波数ｆx ，一定周期（掃引周
期）Ｔ，遅延時間Ｔx ，及び掃引周波数差Δｆの比例関
係（ｆx ／Δｆ＝Ｔx ／Ｔ）から遅延時間Ｔx を求め、
伝搬速度Ｃで換算して目標までの距離ｘ（＝Ｃ・Ｔx／
２）をｘ＝Ｃ・Ｔ・ｆx ／２・Δｆなる関係で演算して
求めている。
の距離ｘを測定する場合、従来では差周波数ｆx の一つ
のみを取り出し、この差周波数ｆx ，一定周期（掃引周
期）Ｔ，遅延時間Ｔx ，及び掃引周波数差Δｆの比例関
係（ｆx ／Δｆ＝Ｔx ／Ｔ）から遅延時間Ｔx を求め、
伝搬速度Ｃで換算して目標までの距離ｘ（＝Ｃ・Ｔx／
２）をｘ＝Ｃ・Ｔ・ｆx ／２・Δｆなる関係で演算して
求めている。
【０００７】更に、最新の技術では図６中に示したよう
にΔｆ／２参照信号発振回路２９を用いてここで掃引周
波数差Δｆの１／２の周波数Δｆ／２を有する連続正弦
波の参照信号を作り、この参照信号で上述したビート信
号を復調回路１０ｄ及び低域濾波回路２８ｂで復調，整
形している。
にΔｆ／２参照信号発振回路２９を用いてここで掃引周
波数差Δｆの１／２の周波数Δｆ／２を有する連続正弦
波の参照信号を作り、この参照信号で上述したビート信
号を復調回路１０ｄ及び低域濾波回路２８ｂで復調，整
形している。
【０００８】ここで、復調回路１０ｄで復調して得られ
る２次ビート信号は２次差周波数ｆxxを有し、この２次
差周波数ｆxxは差周波数ｆx 及び差周波補数ｆ´x と掃
引周波数差Δｆの関係Δｆ＝ｆx ＋ｆ´x とにおいて、
ｆxx＝Δｆ／２−ｆx ＝ｆ´x −Δｆ／２なる関係が成
立するため、結果として低域濾波回路２８ｂから出力端
子１３ｃへ出力される処理出力信号は図７（ｅ）に示さ
れるように連続的な一定の２次差周波数ｆxxとなる。
る２次ビート信号は２次差周波数ｆxxを有し、この２次
差周波数ｆxxは差周波数ｆx 及び差周波補数ｆ´x と掃
引周波数差Δｆの関係Δｆ＝ｆx ＋ｆ´x とにおいて、
ｆxx＝Δｆ／２−ｆx ＝ｆ´x −Δｆ／２なる関係が成
立するため、結果として低域濾波回路２８ｂから出力端
子１３ｃへ出力される処理出力信号は図７（ｅ）に示さ
れるように連続的な一定の２次差周波数ｆxxとなる。
【０００９】この場合の目標物までの距離ｘはｘ＝ＣＴ
（Δｆ／２−ｆxx）／２・Δｆで演算して求めることが
できる。
（Δｆ／２−ｆxx）／２・Δｆで演算して求めることが
できる。
【００１０】尚、図７（ｆ）は距離ｘに対する上述した
差周波数ｆx ，差周波補数ｆ´x ，及び２次差周波数ｆ
xxを含む周波数ｆの関係を示したものである。ここで
は、Δｆ／２の周波数範囲ＢＷ（Ｒ）が距離ｘ＝Ｒで示
されるレンジＲに対応し、上述したΔｆ＝ｆx ＋ｆ´x
及びｆxx＝Δｆ／２−ｆx ＝ｆ´x −Δｆ／２の関係式
が比例直線上で成立していることを示している。
差周波数ｆx ，差周波補数ｆ´x ，及び２次差周波数ｆ
xxを含む周波数ｆの関係を示したものである。ここで
は、Δｆ／２の周波数範囲ＢＷ（Ｒ）が距離ｘ＝Ｒで示
されるレンジＲに対応し、上述したΔｆ＝ｆx ＋ｆ´x
及びｆxx＝Δｆ／２−ｆx ＝ｆ´x −Δｆ／２の関係式
が比例直線上で成立していることを示している。
【００１１】以上に説明した距離測定方法は特願昭３３
−１０１６６号で提案されたものであるが、更に特公昭
３６−１３２９０号公報には、一定の掃引周期Ｔで繰り
返す第１の直線周波数変調波と、この第１の直線周波数
変調波と同じ掃引周期Ｔで且つ一定の周波数差Ｆb を有
する第２の直線周波数変調波を用いて第１の変調波を送
信信号として放射して受信信号を得、第２の変調波に適
当な時間遅延を与えて参照信号と成し、両信号を復調し
て得たビート信号が一定の周波数差Ｆb となるように遅
延時間を制御する技術が開示されている。これにより、
狭帯域，即ち、低雑音の検知周波数Ｆb で伝搬遅延時間
を得て距離の測定を行っている。
−１０１６６号で提案されたものであるが、更に特公昭
３６−１３２９０号公報には、一定の掃引周期Ｔで繰り
返す第１の直線周波数変調波と、この第１の直線周波数
変調波と同じ掃引周期Ｔで且つ一定の周波数差Ｆb を有
する第２の直線周波数変調波を用いて第１の変調波を送
信信号として放射して受信信号を得、第２の変調波に適
当な時間遅延を与えて参照信号と成し、両信号を復調し
て得たビート信号が一定の周波数差Ｆb となるように遅
延時間を制御する技術が開示されている。これにより、
狭帯域，即ち、低雑音の検知周波数Ｆb で伝搬遅延時間
を得て距離の測定を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した図６及び図７
（ａ）〜（ｆ）で説明した距離測定装置の場合、差周波
数差を計数して距離を求める際、図７（ｆ）に示したよ
うに測定距離範囲，即ち、広域なレンジＲに対応する周
波数範囲ＢＷ（Ｒ）の帯域幅が必要であり、必然的に帯
域幅雑音が増加してＳ／Ｎ比が劣化してしまうという欠
点がある。
（ａ）〜（ｆ）で説明した距離測定装置の場合、差周波
数差を計数して距離を求める際、図７（ｆ）に示したよ
うに測定距離範囲，即ち、広域なレンジＲに対応する周
波数範囲ＢＷ（Ｒ）の帯域幅が必要であり、必然的に帯
域幅雑音が増加してＳ／Ｎ比が劣化してしまうという欠
点がある。
【００１３】又、特公昭３６−１３２９０号公報に開示
された距離測定方法の場合、大きな時間範囲の可変遅延
回路が必要となる他、送信信号と参照信号との間に復調
する前から周波数差Ｆb が存在するため、誘導等による
悪影響を除去できないという欠点がある。
された距離測定方法の場合、大きな時間範囲の可変遅延
回路が必要となる他、送信信号と参照信号との間に復調
する前から周波数差Ｆb が存在するため、誘導等による
悪影響を除去できないという欠点がある。
【００１４】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、誘導等による悪影
響を回避できると共に、Ｓ／Ｎ比が劣化されずに狭域な
帯域幅により広域な探知範囲で目標物までの距離を容易
にして高精度に測定し得る距離測定方法及び距離測定装
置を提供することにある。
なされたもので、その技術的課題は、誘導等による悪影
響を回避できると共に、Ｓ／Ｎ比が劣化されずに狭域な
帯域幅により広域な探知範囲で目標物までの距離を容易
にして高精度に測定し得る距離測定方法及び距離測定装
置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、最小周
波数ｆ1 から最大周波数ｆ2 までを掃引周期Ｔで鋸歯状
波状に掃引した直線周波数変調波の送信信号を送信放射
波に変換して目標物に放射すると共に、該送信放射波の
該目標物からの反射波を受波変換して得られる受信信号
を該送信信号の復調により得られるビート信号中の差周
波数ｆx に基づいて該目標物までの距離ｘを測定する距
離測定方法において、距離ｘによる遅延時間Ｔx （＝２
ｘ／Ｃ；Ｃは放射波伝搬速度）に対応して掃引周期Ｔを
可変し、該遅延時間Ｔx ＝Ｔ／２なる関係の同期状態を
同期差周波数ｆx0＝（ｆ2 −ｆ1）／２＝Δｆ／２［但
し、ここでは掃引周波数差Δｆ＝ｆ2 −ｆ1 とする］で
検知し、該検知時の同期周期Ｔ0 ＝２・Ｔx から該距離
ｘをｘ＝Ｃ・Ｔx ／２＝Ｃ・Ｔ0 ／４なる関係で求める
距離測定方法が得られる。
波数ｆ1 から最大周波数ｆ2 までを掃引周期Ｔで鋸歯状
波状に掃引した直線周波数変調波の送信信号を送信放射
波に変換して目標物に放射すると共に、該送信放射波の
該目標物からの反射波を受波変換して得られる受信信号
を該送信信号の復調により得られるビート信号中の差周
波数ｆx に基づいて該目標物までの距離ｘを測定する距
離測定方法において、距離ｘによる遅延時間Ｔx （＝２
ｘ／Ｃ；Ｃは放射波伝搬速度）に対応して掃引周期Ｔを
可変し、該遅延時間Ｔx ＝Ｔ／２なる関係の同期状態を
同期差周波数ｆx0＝（ｆ2 −ｆ1）／２＝Δｆ／２［但
し、ここでは掃引周波数差Δｆ＝ｆ2 −ｆ1 とする］で
検知し、該検知時の同期周期Ｔ0 ＝２・Ｔx から該距離
ｘをｘ＝Ｃ・Ｔx ／２＝Ｃ・Ｔ0 ／４なる関係で求める
距離測定方法が得られる。
【００１６】この距離測定方法において、ビート信号を
周波数電圧変換により周波数に比例した電圧に変換し、
掃引終了前の差周波数ｆx に対応する電圧Ｖ（ｆx ）と
掃引開始後の差周波補数ｆ´x （ｆ´x ＝Δｆ−ｆx ）
に対応する電圧Ｖ（ｆ´x ）とをサンプル抽出し、該電
圧Ｖ（ｆx ），Ｖ（ｆ´x ）の両方の間の電位差で掃引
周期Ｔを変化させると共に、該両方の間の電位差が零と
なる該差周波数ｆx ＝ｆ´x ＝ｆx0で同期差周波数とな
る状態で安定して該掃引周期Ｔが同期周期Ｔ0となるよ
うに制御することは好ましい。
周波数電圧変換により周波数に比例した電圧に変換し、
掃引終了前の差周波数ｆx に対応する電圧Ｖ（ｆx ）と
掃引開始後の差周波補数ｆ´x （ｆ´x ＝Δｆ−ｆx ）
に対応する電圧Ｖ（ｆ´x ）とをサンプル抽出し、該電
圧Ｖ（ｆx ），Ｖ（ｆ´x ）の両方の間の電位差で掃引
周期Ｔを変化させると共に、該両方の間の電位差が零と
なる該差周波数ｆx ＝ｆ´x ＝ｆx0で同期差周波数とな
る状態で安定して該掃引周期Ｔが同期周期Ｔ0となるよ
うに制御することは好ましい。
【００１７】一方、本発明によれば、掃引周期及び掃引
周波数を設定するための鋸歯状電圧波形を有する掃引電
圧信号を発生する鋸歯状波発振回路，該掃引電圧信号を
電圧に比例した周波数へと変換して送信信号を発生する
電圧周波数変換回路，及び該送信信号を増幅して送信増
幅信号を出力する電力増幅回路から成る送信器と、送信
増幅信号を送信放射波に変換して目標物へと送波する送
波器と、送信放射波の目標物からの反射波を受信信号に
変換する受波器と、受信信号を増幅して濾波整形する受
信器と、増幅及び整形された受信信号を送信信号に基づ
いて復調してビート信号を得ると共に、該ビート信号か
ら同期差周波数ｆx0及び該同期差周波数ｆx0に対応する
電圧信号を得るための信号処理を行う信号処理器と、信
号処理による非同期差周波数を示す差周波数ｆx 及び差
周波補数ｆ´x に対応する電圧信号から鋸歯状波発振回
路の掃引周期を変化させる制御信号を発生し、該非同期
差周波数が同期差周波数になるように制御する制御器と
を備えた距離測定装置が得られる。
周波数を設定するための鋸歯状電圧波形を有する掃引電
圧信号を発生する鋸歯状波発振回路，該掃引電圧信号を
電圧に比例した周波数へと変換して送信信号を発生する
電圧周波数変換回路，及び該送信信号を増幅して送信増
幅信号を出力する電力増幅回路から成る送信器と、送信
増幅信号を送信放射波に変換して目標物へと送波する送
波器と、送信放射波の目標物からの反射波を受信信号に
変換する受波器と、受信信号を増幅して濾波整形する受
信器と、増幅及び整形された受信信号を送信信号に基づ
いて復調してビート信号を得ると共に、該ビート信号か
ら同期差周波数ｆx0及び該同期差周波数ｆx0に対応する
電圧信号を得るための信号処理を行う信号処理器と、信
号処理による非同期差周波数を示す差周波数ｆx 及び差
周波補数ｆ´x に対応する電圧信号から鋸歯状波発振回
路の掃引周期を変化させる制御信号を発生し、該非同期
差周波数が同期差周波数になるように制御する制御器と
を備えた距離測定装置が得られる。
【００１８】又、本発明によれば、上記距離測定装置に
おいて、信号処理器は、受信信号を復調する復調回路
と、復調された受信信号を同期差周波数ｆx0で濾波する
狭帯域濾波回路と、濾波された受信信号を所定の閾値信
号と比較可能な直流受信信号に変換するＡＣ／ＤＣ変換
回路と、直流受信信号を所定の閾値信号と比較して同期
状態の有意性を検証する比較回路と、掃引周期の制御終
了を確認する論理回路と、掃引周期内でレベルを確保す
るためのピークホールド回路と、同期状態の掃引周期を
制御する制御電圧から距離を示す距離信号に変換する制
御電圧距離信号変換回路と、同期状態と該同期状態のと
きの距離信号との時間整合を行って距離出力信号を出力
するゲート回路とを備えて成り、制御器は、復調された
受信信号におけるビート信号の差周波数ｆx と差周波補
数ｆ´x とを濾波する帯域濾波回路と、差周波数ｆx 及
び差周波補数ｆ´x を該各周波数に比例した電圧に変換
する周波数電圧変換回路と、掃引開始後のサンプルゲー
ト信号及び掃引終了前のサンプルゲート信号を生成出力
するタイミング信号発生回路と、サンプルゲート信号の
両方で差周波数ｆx に対応する電圧と差周波補数ｆ´x
に対応する電圧とをそれぞれ抽出してサンプル信号を出
力するサンプルゲート回路と、サンプル信号のそれぞれ
のレベルを掃引周期内で確保するためのピークホールド
回路と、サンプル信号の両方のレベル差を得る減算回路
と、サンプル信号のレベル差に応じて掃引周期を制御す
る周期制御電圧を発生する周期制御電圧発生回路と、周
期制御電圧に応じて掃引周期を決める時定数を電圧で変
化させて掃引電圧信号を制御する電圧制御可変抵抗回路
とを備えて成る距離測定装置が得られる。
おいて、信号処理器は、受信信号を復調する復調回路
と、復調された受信信号を同期差周波数ｆx0で濾波する
狭帯域濾波回路と、濾波された受信信号を所定の閾値信
号と比較可能な直流受信信号に変換するＡＣ／ＤＣ変換
回路と、直流受信信号を所定の閾値信号と比較して同期
状態の有意性を検証する比較回路と、掃引周期の制御終
了を確認する論理回路と、掃引周期内でレベルを確保す
るためのピークホールド回路と、同期状態の掃引周期を
制御する制御電圧から距離を示す距離信号に変換する制
御電圧距離信号変換回路と、同期状態と該同期状態のと
きの距離信号との時間整合を行って距離出力信号を出力
するゲート回路とを備えて成り、制御器は、復調された
受信信号におけるビート信号の差周波数ｆx と差周波補
数ｆ´x とを濾波する帯域濾波回路と、差周波数ｆx 及
び差周波補数ｆ´x を該各周波数に比例した電圧に変換
する周波数電圧変換回路と、掃引開始後のサンプルゲー
ト信号及び掃引終了前のサンプルゲート信号を生成出力
するタイミング信号発生回路と、サンプルゲート信号の
両方で差周波数ｆx に対応する電圧と差周波補数ｆ´x
に対応する電圧とをそれぞれ抽出してサンプル信号を出
力するサンプルゲート回路と、サンプル信号のそれぞれ
のレベルを掃引周期内で確保するためのピークホールド
回路と、サンプル信号の両方のレベル差を得る減算回路
と、サンプル信号のレベル差に応じて掃引周期を制御す
る周期制御電圧を発生する周期制御電圧発生回路と、周
期制御電圧に応じて掃引周期を決める時定数を電圧で変
化させて掃引電圧信号を制御する電圧制御可変抵抗回路
とを備えて成る距離測定装置が得られる。
【００１９】
【作用】本発明の距離測定方法では、目標物までの距離
による受信信号の遅延時間Ｔxと掃引周期ＴとがＴ≠２
Ｔx となる非同期の関係にあるとき、差周波数ｆx と差
周波補数ｆ´x とがｆx ≠ｆx ′の関係になり、且つ掃
引周波差Δｆとの大小関係において常にｆx ＜Δｆ／２
＜ｆ´x 又はｆ´x ＜Δｆ／２＜ｆx の何れかの状態に
あることを利用し、差周波数ｆx と差周波補数ｆx ′と
を掃引周期Ｔの制御信号に変換し、これによってＴ＝２
Ｔx の同期状態に制御している。同期状態では差周波数
ｆx と差周波補数ｆ´x とは等しく、単一の同期差周波
数ｆx0（＝ｆx ＝ｆ´x ＝Δｆ／２）となり、Ｓ／Ｎ比
が良好な狭帯域の同期検知信号となるため、誤差の少な
い同期周期Ｔ0 （＝２Ｔx ）から精度の良い距離測定が
できる。しかも同期状態では掃引周期に無駄が無く、掃
引回数が最大の状態となるため、最高密度の距離測定を
行うことができる。
による受信信号の遅延時間Ｔxと掃引周期ＴとがＴ≠２
Ｔx となる非同期の関係にあるとき、差周波数ｆx と差
周波補数ｆ´x とがｆx ≠ｆx ′の関係になり、且つ掃
引周波差Δｆとの大小関係において常にｆx ＜Δｆ／２
＜ｆ´x 又はｆ´x ＜Δｆ／２＜ｆx の何れかの状態に
あることを利用し、差周波数ｆx と差周波補数ｆx ′と
を掃引周期Ｔの制御信号に変換し、これによってＴ＝２
Ｔx の同期状態に制御している。同期状態では差周波数
ｆx と差周波補数ｆ´x とは等しく、単一の同期差周波
数ｆx0（＝ｆx ＝ｆ´x ＝Δｆ／２）となり、Ｓ／Ｎ比
が良好な狭帯域の同期検知信号となるため、誤差の少な
い同期周期Ｔ0 （＝２Ｔx ）から精度の良い距離測定が
できる。しかも同期状態では掃引周期に無駄が無く、掃
引回数が最大の状態となるため、最高密度の距離測定を
行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の距
離測定方法及び距離測定装置について、図面を参照して
詳細に説明する。
離測定方法及び距離測定装置について、図面を参照して
詳細に説明する。
【００２１】最初に、本発明の距離測定方法の概要を簡
単に説明する。この距離測定方法は、最小周波数ｆ1 か
ら最大周波数ｆ2 までを掃引周期Ｔで鋸歯状波状に掃引
した直線周波数変調波の送信信号を送信電波に変換して
目標物に放射すると共に、その送信電波の目標物からの
反射波を受波変換して得られる受信信号を送信信号の復
調により得られるビート信号中の差周波数ｆx に基づい
て目標物までの距離ｘを測定する際、距離ｘによる遅延
時間Ｔx （＝２ｘ／Ｃ；Ｃは電波伝搬速度）に対応して
掃引周期Ｔを可変し、その遅延時間Ｔx ＝Ｔ／２なる関
係の同期状態を同期差周波数ｆx0＝（ｆ2 −ｆ1 ）／２
＝Δｆ／２［但し、ここでは掃引周波数差Δｆ＝ｆ2 −
ｆ1 とする］で検知し、この検知時の同期周期Ｔ0 ＝２
・Ｔx から距離ｘをｘ＝Ｃ・Ｔx ／２＝Ｃ・Ｔ0 ／４な
る関係で求めるものである。
単に説明する。この距離測定方法は、最小周波数ｆ1 か
ら最大周波数ｆ2 までを掃引周期Ｔで鋸歯状波状に掃引
した直線周波数変調波の送信信号を送信電波に変換して
目標物に放射すると共に、その送信電波の目標物からの
反射波を受波変換して得られる受信信号を送信信号の復
調により得られるビート信号中の差周波数ｆx に基づい
て目標物までの距離ｘを測定する際、距離ｘによる遅延
時間Ｔx （＝２ｘ／Ｃ；Ｃは電波伝搬速度）に対応して
掃引周期Ｔを可変し、その遅延時間Ｔx ＝Ｔ／２なる関
係の同期状態を同期差周波数ｆx0＝（ｆ2 −ｆ1 ）／２
＝Δｆ／２［但し、ここでは掃引周波数差Δｆ＝ｆ2 −
ｆ1 とする］で検知し、この検知時の同期周期Ｔ0 ＝２
・Ｔx から距離ｘをｘ＝Ｃ・Ｔx ／２＝Ｃ・Ｔ0 ／４な
る関係で求めるものである。
【００２２】又、この距離測定方法では、ビート信号を
周波数電圧変換により周波数に比例した電圧に変換し、
掃引終了前の差周波数ｆx に対応する電圧Ｖ（ｆx ）と
掃引開始後の差周波補数ｆ´x （ｆ´x ＝Δｆ−ｆx ）
に対応する電圧Ｖ（ｆ´x ）とをサンプル抽出し、これ
らの電圧Ｖ（ｆx ），Ｖ（ｆ´x ）の両方の間の電位差
で掃引周期Ｔを変化させると共に、両方の間の電位差が
零となる差周波数ｆx＝ｆ´x ＝ｆx0で同期差周波数と
なる状態で安定して掃引周期Ｔが同期周期Ｔ0となるよ
うに制御する。
周波数電圧変換により周波数に比例した電圧に変換し、
掃引終了前の差周波数ｆx に対応する電圧Ｖ（ｆx ）と
掃引開始後の差周波補数ｆ´x （ｆ´x ＝Δｆ−ｆx ）
に対応する電圧Ｖ（ｆ´x ）とをサンプル抽出し、これ
らの電圧Ｖ（ｆx ），Ｖ（ｆ´x ）の両方の間の電位差
で掃引周期Ｔを変化させると共に、両方の間の電位差が
零となる差周波数ｆx＝ｆ´x ＝ｆx0で同期差周波数と
なる状態で安定して掃引周期Ｔが同期周期Ｔ0となるよ
うに制御する。
【００２３】図１は、この距離測定方法を適用した一実
施例に係る距離測定装置の基本構成を示した簡易ブロッ
ク図である。
施例に係る距離測定装置の基本構成を示した簡易ブロッ
ク図である。
【００２４】この距離測定装置は、掃引周期Ｔ及び掃引
周波数を設定するための電圧波形を有する掃引電圧信号
を発生する鋸歯状波発振回路１ａ，掃引電圧信号を電圧
に比例した周波数へ変換して送信信号を発生する電圧周
波数変換回路２ａ，及び送信信号を増幅して送信増幅信
号を出力する電力増幅回路３ａから成る送信器３１ａ
と、送信増幅信号を送信電波５ａに変換して目標物へと
送波する送波器４ａと、送信電波５ａの目標物からの反
射波６ａを受信信号に変換する受波器７ａと、受信信号
を増幅して濾波整形する受信器３２ａと、増幅及び整形
された受信信号を送信信号に基づいて復調してビート信
号を得ると共に、ビート信号から同期差周波数ｆx0及び
該同期差周波数ｆx0に対応する電圧信号を得るための信
号処理を行う信号処理回路３３ａ´を含む信号処理器３
３ａと、信号処理による非同期差周波数を示す差周波数
ｆx 及び差周波補数ｆ´x に対応する電圧信号から鋸歯
状波発振回路１ａの掃引周期Ｔを変化させる制御信号を
発生し、非同期差周波数が同期差周波数になるように制
御する制御器３４ａとを備えている。又、ここでの受信
器３２ａも、受波器７ａからの受信信号を増幅，整形す
るための電圧増幅回路８ａ及び帯域濾波回路９ａを備え
ている。更に、信号処理回路３３ａ´には距離に対応し
た信号を送出する出力端子１３ａが接続されている。
周波数を設定するための電圧波形を有する掃引電圧信号
を発生する鋸歯状波発振回路１ａ，掃引電圧信号を電圧
に比例した周波数へ変換して送信信号を発生する電圧周
波数変換回路２ａ，及び送信信号を増幅して送信増幅信
号を出力する電力増幅回路３ａから成る送信器３１ａ
と、送信増幅信号を送信電波５ａに変換して目標物へと
送波する送波器４ａと、送信電波５ａの目標物からの反
射波６ａを受信信号に変換する受波器７ａと、受信信号
を増幅して濾波整形する受信器３２ａと、増幅及び整形
された受信信号を送信信号に基づいて復調してビート信
号を得ると共に、ビート信号から同期差周波数ｆx0及び
該同期差周波数ｆx0に対応する電圧信号を得るための信
号処理を行う信号処理回路３３ａ´を含む信号処理器３
３ａと、信号処理による非同期差周波数を示す差周波数
ｆx 及び差周波補数ｆ´x に対応する電圧信号から鋸歯
状波発振回路１ａの掃引周期Ｔを変化させる制御信号を
発生し、非同期差周波数が同期差周波数になるように制
御する制御器３４ａとを備えている。又、ここでの受信
器３２ａも、受波器７ａからの受信信号を増幅，整形す
るための電圧増幅回路８ａ及び帯域濾波回路９ａを備え
ている。更に、信号処理回路３３ａ´には距離に対応し
た信号を送出する出力端子１３ａが接続されている。
【００２５】この距離測定装置の各部における動作につ
いては、図２（ａ）〜（ｇ）に示す各部の処理信号の波
形に関するタイミングチャートを参照して説明する。但
し、図２中においては、縦方向に重要ブロック毎の信号
パターンを示し、横方向に同期状態に致るまでの状態を
掃引周期Ｔの時間変化に対する３段階（ａ−１，ａ−
２，ａ−３）に分けて表わしている。又、ここでもｆS
は送信周波数を示し、ｆR は受信周波数を示すものとす
る。
いては、図２（ａ）〜（ｇ）に示す各部の処理信号の波
形に関するタイミングチャートを参照して説明する。但
し、図２中においては、縦方向に重要ブロック毎の信号
パターンを示し、横方向に同期状態に致るまでの状態を
掃引周期Ｔの時間変化に対する３段階（ａ−１，ａ−
２，ａ−３）に分けて表わしている。又、ここでもｆS
は送信周波数を示し、ｆR は受信周波数を示すものとす
る。
【００２６】即ち、この距離測定装置では、先ず鋸歯状
波発振回路１ａで図２（ａ）に示されるような１段階と
して掃引周期Ｔ＝Ｔ1 （２段階ではＴ＝Ｔ2 ，３段階で
はＴ＝Ｔ0 ）の間に掃引電圧の振幅Ａが最小振幅Ａ1 か
ら最大振幅Ａ2 まで直線的に変化する鋸歯状波の掃引電
圧信号を生成し、この掃引電圧信号を電圧周波数変換回
路２ａで送信周波数ｆに変換して図２（ｂ）に示される
ような最小周波数ｆ1から最大周波数ｆ2 までの掃引周
波数差△ｆ（＝ｆ2 −ｆ1 ）で直線的な勾配を有するよ
うに変調された送信信号を生成出力する。次に、この送
信信号を電力増幅回路３ａで増幅して送信増幅信号を出
力し、送波器４ａでは送信増幅信号を送信電波５ａに変
換して目標物へ放射する。
波発振回路１ａで図２（ａ）に示されるような１段階と
して掃引周期Ｔ＝Ｔ1 （２段階ではＴ＝Ｔ2 ，３段階で
はＴ＝Ｔ0 ）の間に掃引電圧の振幅Ａが最小振幅Ａ1 か
ら最大振幅Ａ2 まで直線的に変化する鋸歯状波の掃引電
圧信号を生成し、この掃引電圧信号を電圧周波数変換回
路２ａで送信周波数ｆに変換して図２（ｂ）に示される
ような最小周波数ｆ1から最大周波数ｆ2 までの掃引周
波数差△ｆ（＝ｆ2 −ｆ1 ）で直線的な勾配を有するよ
うに変調された送信信号を生成出力する。次に、この送
信信号を電力増幅回路３ａで増幅して送信増幅信号を出
力し、送波器４ａでは送信増幅信号を送信電波５ａに変
換して目標物へ放射する。
【００２７】一方、送信電波５ａの目標物からの反射波
６ａは受波器７ａで受波されて受信信号に変換され、受
信器３２ａの電圧増幅回路８ａ及び帯域濾波回路９ａで
増幅，整形される。ここで増幅，濾波された受信信号の
周波数変調波は目標物までの距離ｘを往復する遅延時間
Ｔx だけ送信信号の時間から遅れ、復調回路１０ａに入
力される受信信号と参照信号である送信信号との復調信
号には図２（ｃ）に示されるように周波数差により差周
波数ｆx1と差周波補数ｆ´x1とが生じる（２段階では差
周波数ｆx2及び差周波補数ｆ´x2，３段階では差周波数
ｆx0及び差周波補数ｆ´x0）ため、復調回路１０ａによ
りビート信号を抽出すると、図２（ｄ）に示されるよう
に差周波数ｆx1と差周波補数ｆ´x1とが交互に表われる
（２段階では差周波数ｆx2及び差周波補数ｆ´x2，３段
階では差周波数ｆx0のみ）。
６ａは受波器７ａで受波されて受信信号に変換され、受
信器３２ａの電圧増幅回路８ａ及び帯域濾波回路９ａで
増幅，整形される。ここで増幅，濾波された受信信号の
周波数変調波は目標物までの距離ｘを往復する遅延時間
Ｔx だけ送信信号の時間から遅れ、復調回路１０ａに入
力される受信信号と参照信号である送信信号との復調信
号には図２（ｃ）に示されるように周波数差により差周
波数ｆx1と差周波補数ｆ´x1とが生じる（２段階では差
周波数ｆx2及び差周波補数ｆ´x2，３段階では差周波数
ｆx0及び差周波補数ｆ´x0）ため、復調回路１０ａによ
りビート信号を抽出すると、図２（ｄ）に示されるよう
に差周波数ｆx1と差周波補数ｆ´x1とが交互に表われる
（２段階では差周波数ｆx2及び差周波補数ｆ´x2，３段
階では差周波数ｆx0のみ）。
【００２８】このような差周波数ｆx1，差周波補数ｆ´
x1を制御器３４ａにおいて周波数電圧変換等により周波
数に比例した電圧Ｖ（ｆx1），Ｖ（ｆ´x1）に変換して
分離すると、それぞれ図２（ｅ）に実線で示されるよう
な電圧信号Ｖ（ｆx1）［２段階では電圧信号Ｖ
（ｆx2），３段階では電圧信号Ｖ（ｆx0）］と、図２
（ｆ）に実線で示されるような電圧信号Ｖ（ｆ´x1）
［２段階では電圧信号Ｖ（ｆ´x2），３段階では電圧信
号Ｖ（ｆx0）］とが得られる。
x1を制御器３４ａにおいて周波数電圧変換等により周波
数に比例した電圧Ｖ（ｆx1），Ｖ（ｆ´x1）に変換して
分離すると、それぞれ図２（ｅ）に実線で示されるよう
な電圧信号Ｖ（ｆx1）［２段階では電圧信号Ｖ
（ｆx2），３段階では電圧信号Ｖ（ｆx0）］と、図２
（ｆ）に実線で示されるような電圧信号Ｖ（ｆ´x1）
［２段階では電圧信号Ｖ（ｆ´x2），３段階では電圧信
号Ｖ（ｆx0）］とが得られる。
【００２９】これらの電圧信号のそれぞれにピークホー
ルドをかけ、両電圧信号間の電位差の絶対値を得ると、
図２（ｇ）に示されるような制御電圧信号Ｖc1［＝Ｖ
（ｆ´x1）〜Ｖ（ｆx1）］［２段階ではＶc2＝Ｖ（ｆ´
x2）〜Ｖ（ｆx2），３段階ではＶc3＝０］が得られる。
ルドをかけ、両電圧信号間の電位差の絶対値を得ると、
図２（ｇ）に示されるような制御電圧信号Ｖc1［＝Ｖ
（ｆ´x1）〜Ｖ（ｆx1）］［２段階ではＶc2＝Ｖ（ｆ´
x2）〜Ｖ（ｆx2），３段階ではＶc3＝０］が得られる。
【００３０】要するに、このような制御電圧信号Ｖc1，
Ｖc2，Ｖc3を得て送信器３１ａの鋸歯状波発振回路１ａ
に帰還して掃引周期Ｔを制御すると、初期的には図２中
の１段階ａ−１に対応するように、差周波数ｆx1と差周
波補数ｆ´x1との差が或る程度大きく、制御電圧信号Ｖ
c1のレベルが比較的高いが、制御が進むと図２中の２段
階ａ−２に対応するように、同じ過程を得ながら差周波
数ｆx2と差周波補数ｆ´x2との差が小さくなり、制御電
圧信号Ｖc2のレベルも小さくなる。更に、同様な制御が
進めば図２中の３段階ａ−３に対応するように掃引周期
Ｔが同期周期Ｔ0 に等しくなり、差周波数及び差周波補
数は共に同期差周波数ｆx0に等しくなって制御電圧信号
Ｖc3のレベルが零になって安定する。
Ｖc2，Ｖc3を得て送信器３１ａの鋸歯状波発振回路１ａ
に帰還して掃引周期Ｔを制御すると、初期的には図２中
の１段階ａ−１に対応するように、差周波数ｆx1と差周
波補数ｆ´x1との差が或る程度大きく、制御電圧信号Ｖ
c1のレベルが比較的高いが、制御が進むと図２中の２段
階ａ−２に対応するように、同じ過程を得ながら差周波
数ｆx2と差周波補数ｆ´x2との差が小さくなり、制御電
圧信号Ｖc2のレベルも小さくなる。更に、同様な制御が
進めば図２中の３段階ａ−３に対応するように掃引周期
Ｔが同期周期Ｔ0 に等しくなり、差周波数及び差周波補
数は共に同期差周波数ｆx0に等しくなって制御電圧信号
Ｖc3のレベルが零になって安定する。
【００３１】これらの信号処理及び制御は、図１に示す
距離測定装置では信号処理器３３ａ及び制御器３４ａで
行われるが、これらの要部を具体化すれば、図３に示さ
れるような距離測定装置として構成される。
距離測定装置では信号処理器３３ａ及び制御器３４ａで
行われるが、これらの要部を具体化すれば、図３に示さ
れるような距離測定装置として構成される。
【００３２】即ち、この距離測定装置は、図１及び図２
（ａ）〜（ｇ）で説明した同等な構成及び機能の各部と
して、鋸歯状波発振回路１ｂ，電圧周波数変換回路２
ｂ，及び電力増幅回路３ｂから成る送信器３１ｂと、送
信電波５ｂを目標物へと送波する送波器４ｂと、反射波
６ｂを受信信号に変換する受波器７ｂと、電圧増幅回路
８ｂ及び帯域濾波回路９ｂから成る受信器３２ｂと、ビ
ート信号から同期差周波数ｆx0及びこれに対応する電圧
信号を得るための信号処理を行う信号処理器３３ｂと、
信号処理による非同期差周波数を示す差周波数ｆx 及び
差周波補数ｆ´xに対応する電圧信号から鋸歯状波発振
回路１ｂの掃引周期Ｔを変化させる制御信号を発生し、
非同期差周波数が同期差周波数になるように制御する制
御器３４ｂとを備えている。
（ａ）〜（ｇ）で説明した同等な構成及び機能の各部と
して、鋸歯状波発振回路１ｂ，電圧周波数変換回路２
ｂ，及び電力増幅回路３ｂから成る送信器３１ｂと、送
信電波５ｂを目標物へと送波する送波器４ｂと、反射波
６ｂを受信信号に変換する受波器７ｂと、電圧増幅回路
８ｂ及び帯域濾波回路９ｂから成る受信器３２ｂと、ビ
ート信号から同期差周波数ｆx0及びこれに対応する電圧
信号を得るための信号処理を行う信号処理器３３ｂと、
信号処理による非同期差周波数を示す差周波数ｆx 及び
差周波補数ｆ´xに対応する電圧信号から鋸歯状波発振
回路１ｂの掃引周期Ｔを変化させる制御信号を発生し、
非同期差周波数が同期差周波数になるように制御する制
御器３４ｂとを備えている。
【００３３】但し、この距離測定装置において、信号処
理器３３ｂは、受信信号を復調する復調回路１０ｂと、
復調された受信信号を同期差周波数ｆx0で濾波する狭帯
域濾波回路１１ａと、濾波された受信信号を所定の閾値
信号と比較可能な直流受信信号に変換するＡＣ／ＤＣ変
換回路１２ａと、直流受信信号を入力端子２６ａから入
力される所定の閾値信号と比較して同期状態の有意性を
検証する比較回路２１ａと、掃引周期Ｔの制御終了を確
認する論理回路２２ａと、掃引周期Ｔ内でレベルを確保
するためのピークホールド回路１８ｃと、同期状態の掃
引周期Ｔを制御する制御電圧から距離を示す距離信号に
変換する制御電圧距離信号変換回路２３ａと、出力端子
１３ｂに接続され、同期状態とこのときの距離信号との
時間整合を行って出力端子１３ｂに処理出力信号として
距離出力信号を出力するゲート回路２４ａとを備えて成
っている。
理器３３ｂは、受信信号を復調する復調回路１０ｂと、
復調された受信信号を同期差周波数ｆx0で濾波する狭帯
域濾波回路１１ａと、濾波された受信信号を所定の閾値
信号と比較可能な直流受信信号に変換するＡＣ／ＤＣ変
換回路１２ａと、直流受信信号を入力端子２６ａから入
力される所定の閾値信号と比較して同期状態の有意性を
検証する比較回路２１ａと、掃引周期Ｔの制御終了を確
認する論理回路２２ａと、掃引周期Ｔ内でレベルを確保
するためのピークホールド回路１８ｃと、同期状態の掃
引周期Ｔを制御する制御電圧から距離を示す距離信号に
変換する制御電圧距離信号変換回路２３ａと、出力端子
１３ｂに接続され、同期状態とこのときの距離信号との
時間整合を行って出力端子１３ｂに処理出力信号として
距離出力信号を出力するゲート回路２４ａとを備えて成
っている。
【００３４】又、制御器３４ｂは、復調された受信信号
におけるビート信号の差周波数ｆxと差周波補数ｆ´x
とを濾波する帯域濾波回路９ｃと、差周波数ｆx 及び差
周波補数ｆ´x を各周波数に比例した電圧に変換する周
波数電圧変換回路２７ａと、掃引開始後のサンプルゲー
ト信号ＳＧ１及び掃引終了前のサンプルゲート信号ＳＧ
２を生成出力するタイミング信号発生回路１５ａと、サ
ンプルゲート信号ＳＧ１，ＳＧ２の両方で差周波数ｆx
に対応する電圧と差周波補数ｆ´x に対応する電圧とを
それぞれ抽出してサンプル信号を出力する一対のサンプ
ルゲート回路１７ａ，１７ｂと、サンプル信号のそれぞ
れのレベルを掃引周期Ｔ内で確保するための一対のピー
クホールド回路１８ａ，１８ｂと、サンプル信号の両方
のレベル差を得る減算回路１９ａと、サンプル信号のレ
ベル差に応じて掃引周期Ｔを制御する周期制御電圧を発
生する周期制御電圧発生回路２０ａと、周期制御電圧に
応じて掃引周期Ｔを決める時定数を電圧で変化させて掃
引電圧信号を制御する電圧制御可変抵抗回路１４ａとを
備えて成っている。
におけるビート信号の差周波数ｆxと差周波補数ｆ´x
とを濾波する帯域濾波回路９ｃと、差周波数ｆx 及び差
周波補数ｆ´x を各周波数に比例した電圧に変換する周
波数電圧変換回路２７ａと、掃引開始後のサンプルゲー
ト信号ＳＧ１及び掃引終了前のサンプルゲート信号ＳＧ
２を生成出力するタイミング信号発生回路１５ａと、サ
ンプルゲート信号ＳＧ１，ＳＧ２の両方で差周波数ｆx
に対応する電圧と差周波補数ｆ´x に対応する電圧とを
それぞれ抽出してサンプル信号を出力する一対のサンプ
ルゲート回路１７ａ，１７ｂと、サンプル信号のそれぞ
れのレベルを掃引周期Ｔ内で確保するための一対のピー
クホールド回路１８ａ，１８ｂと、サンプル信号の両方
のレベル差を得る減算回路１９ａと、サンプル信号のレ
ベル差に応じて掃引周期Ｔを制御する周期制御電圧を発
生する周期制御電圧発生回路２０ａと、周期制御電圧に
応じて掃引周期Ｔを決める時定数を電圧で変化させて掃
引電圧信号を制御する電圧制御可変抵抗回路１４ａとを
備えて成っている。
【００３５】この距離測定装置の各部における動作につ
いては、図４（ａ）〜（ｍ）に示す各部の処理信号の波
形に関するタイミングチャートを参照して説明する。但
し、ここでもｆS は送信周波数を示し、ｆR は受信周波
数を示す。又、ＶS は送信電圧を示すものとする。
いては、図４（ａ）〜（ｍ）に示す各部の処理信号の波
形に関するタイミングチャートを参照して説明する。但
し、ここでもｆS は送信周波数を示し、ｆR は受信周波
数を示す。又、ＶS は送信電圧を示すものとする。
【００３６】この距離測定装置で掃引動作を開始する
と、送信器３１ｂの鋸歯状波発振回路１ｂからは図４
（ａ）に示されるような掃引周期Ｔ＝Ｔ1 ，Ｔ2 ，
Ｔ3 ，Ｔ4 ，Ｔ5 に順次応じた掃引電圧Ｖの掃引電圧信
号が出力され、これを入力した制御器３４ｂのタイミン
グ信号発生回路１５ａでは図４（ｂ）に示されるような
矩形波のサンプルゲート信号ＳＧ１，ＳＧ２を交互に生
成出力する。
と、送信器３１ｂの鋸歯状波発振回路１ｂからは図４
（ａ）に示されるような掃引周期Ｔ＝Ｔ1 ，Ｔ2 ，
Ｔ3 ，Ｔ4 ，Ｔ5 に順次応じた掃引電圧Ｖの掃引電圧信
号が出力され、これを入力した制御器３４ｂのタイミン
グ信号発生回路１５ａでは図４（ｂ）に示されるような
矩形波のサンプルゲート信号ＳＧ１，ＳＧ２を交互に生
成出力する。
【００３７】一方、信号処理器３３ｂの復調回路１０ｂ
には図４（ｃ）に示されるような受信信号，送信信号が
それぞれ入力信号，参照信号として入力される。復調回
路１０ｂから出力されたビート信号は制御器３４ｂにお
いて、帯域濾波回路９ｃ及び周波数電圧変換回路２７ａ
を経て図４（ｄ）に示されるような差周波数ｆx ，差周
波補数ｆ´x に対応する電圧信号Ｖ（ｆx ），Ｖ（ｆ´
x ）として変換出力される。
には図４（ｃ）に示されるような受信信号，送信信号が
それぞれ入力信号，参照信号として入力される。復調回
路１０ｂから出力されたビート信号は制御器３４ｂにお
いて、帯域濾波回路９ｃ及び周波数電圧変換回路２７ａ
を経て図４（ｄ）に示されるような差周波数ｆx ，差周
波補数ｆ´x に対応する電圧信号Ｖ（ｆx ），Ｖ（ｆ´
x ）として変換出力される。
【００３８】これをタイミング信号発生回路１５ａで生
成出力した掃引開始後のタイミング信号ＳＧ１とサンプ
ルゲート回路１７ａとで電圧信号Ｖ（ｆ´x ）をサンプ
リングしてピークホールド回路１８ａでホールドする
と、図４（ｅ）に示されるように電圧信号Ｖ（ｆ´x ）
成分だけの保持信号が得られる。同様にタイミング信号
発生回路１５ａで生成出力した掃引開始前のタイミング
信号ＳＧ２とサンプルゲート回路１７ｂとで電圧信号Ｖ
（ｆx ）をサンプリングしてピークホールド回路１８ｂ
でホールドすると、図４（ｆ）に示されるように電圧信
号Ｖ（ｆx ）成分だけの保持信号が得られる。
成出力した掃引開始後のタイミング信号ＳＧ１とサンプ
ルゲート回路１７ａとで電圧信号Ｖ（ｆ´x ）をサンプ
リングしてピークホールド回路１８ａでホールドする
と、図４（ｅ）に示されるように電圧信号Ｖ（ｆ´x ）
成分だけの保持信号が得られる。同様にタイミング信号
発生回路１５ａで生成出力した掃引開始前のタイミング
信号ＳＧ２とサンプルゲート回路１７ｂとで電圧信号Ｖ
（ｆx ）をサンプリングしてピークホールド回路１８ｂ
でホールドすると、図４（ｆ）に示されるように電圧信
号Ｖ（ｆx ）成分だけの保持信号が得られる。
【００３９】そこで、これらの両方の保持信号を減算回
路１９ａで減算すると、図４（ｇ）に示されるような減
算信号が得られるが、この減算信号は同期状態になると
零となる。
路１９ａで減算すると、図４（ｇ）に示されるような減
算信号が得られるが、この減算信号は同期状態になると
零となる。
【００４０】一方、送信器３１ｂの鋸歯状波発振回路１
ｂの掃引周期Ｔはその時定数が制御器３４ｂの電圧制御
可変抵抗回路１４ａに加えられる制御電圧で制御される
が、この制御電圧は図４（ｈ）に示されるような減算回
路１９ａの出力で補正された周期制御電圧発生回路２０
ａからの周期制御電圧の印加に応じて変化するもので、
同期状態ではＶT0の値となる。
ｂの掃引周期Ｔはその時定数が制御器３４ｂの電圧制御
可変抵抗回路１４ａに加えられる制御電圧で制御される
が、この制御電圧は図４（ｈ）に示されるような減算回
路１９ａの出力で補正された周期制御電圧発生回路２０
ａからの周期制御電圧の印加に応じて変化するもので、
同期状態ではＶT0の値となる。
【００４１】この制御電圧は信号処理器３３ｂの制御電
圧距離信号変換回路２３ａにも送出され、この制御電圧
距離信号変換回路２３ａ及びゲート回路２４ａを経て出
力端子１３ｂに送出される最終的な距離値を示す出力信
号を得るための入力信号にもなっている。
圧距離信号変換回路２３ａにも送出され、この制御電圧
距離信号変換回路２３ａ及びゲート回路２４ａを経て出
力端子１３ｂに送出される最終的な距離値を示す出力信
号を得るための入力信号にもなっている。
【００４２】復調回路１０ｂから出力されるビート信号
は狭帯域濾波回路１１ａにも送出されて濾波整形された
後、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２ａで所定の閾値信号と比較
可能な図４（ｉ）に示されるような直流受信信号（図中
では閾値電圧ＶD を最初に超過した信号パターン部分の
交点箇所を表わすｕ，ｖを付している）に変換される。
この直流受信信号は比較回路２１ａに送出され、比較回
路２１ａでは入力端子２６ａから入力される所定の閾値
信号ＶD と直流受信信号とを比較して同期状態の有意性
を検証し、その結果に応じて図４（ｊ）に示されるよう
な比較信号を出力する。
は狭帯域濾波回路１１ａにも送出されて濾波整形された
後、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２ａで所定の閾値信号と比較
可能な図４（ｉ）に示されるような直流受信信号（図中
では閾値電圧ＶD を最初に超過した信号パターン部分の
交点箇所を表わすｕ，ｖを付している）に変換される。
この直流受信信号は比較回路２１ａに送出され、比較回
路２１ａでは入力端子２６ａから入力される所定の閾値
信号ＶD と直流受信信号とを比較して同期状態の有意性
を検証し、その結果に応じて図４（ｊ）に示されるよう
な比較信号を出力する。
【００４３】ここで、例えば距離ｘに対応した掃引周期
Ｔが同期状態にある場合，即ち、図５（ａ）に示される
ように距離ｘ及び掃引周期Ｔの比ｘ／Ｔとビート信号の
周波数ｆとの関係でｘ／Ｔ＝ｘ／Ｔ0 の場合、ビート信
号の周波数は同期差周波数ｆx0となり、図５（ｂ）に示
される中心周波数ｆx0，選択度Ｑで振幅Ｂを出力する濾
波特性を持った狭帯域濾波回路１１ａはこのビート信号
を同期検知信号としてＡＣ／ＤＣ変換回路１２ａへ出力
する。因みに、図５（ｃ）は同図（ａ）における周波数
ｆを周波数電圧変換回路２７ａで電圧の振幅Ｖ（ｆ）に
変換した場合の距離ｘ及び掃引周期Ｔの比ｘ／Ｔとの関
係を示したもので、同図（ｄ）は同図（ｃ）に対応して
非同期時の振幅Ｖ（ｆ´x ），Ｖ（ｆx ）が同期するこ
とによって振幅Ｖ（ｆx0）に変化する様子を時間ｔに沿
って示したものである。ＡＣ／ＤＣ変換回路１２ａで直
流に変換された直流受信信号としての同期検知信号は、
比較回路２１ａで外部から入力端子２６ａを介して入力
される閾値電圧ＶD と比較され、同期検知信号が閾値を
越えて有意であるとき、図４（ｊ）に示されるような比
較信号を論理回路２２ａへ出力する。
Ｔが同期状態にある場合，即ち、図５（ａ）に示される
ように距離ｘ及び掃引周期Ｔの比ｘ／Ｔとビート信号の
周波数ｆとの関係でｘ／Ｔ＝ｘ／Ｔ0 の場合、ビート信
号の周波数は同期差周波数ｆx0となり、図５（ｂ）に示
される中心周波数ｆx0，選択度Ｑで振幅Ｂを出力する濾
波特性を持った狭帯域濾波回路１１ａはこのビート信号
を同期検知信号としてＡＣ／ＤＣ変換回路１２ａへ出力
する。因みに、図５（ｃ）は同図（ａ）における周波数
ｆを周波数電圧変換回路２７ａで電圧の振幅Ｖ（ｆ）に
変換した場合の距離ｘ及び掃引周期Ｔの比ｘ／Ｔとの関
係を示したもので、同図（ｄ）は同図（ｃ）に対応して
非同期時の振幅Ｖ（ｆ´x ），Ｖ（ｆx ）が同期するこ
とによって振幅Ｖ（ｆx0）に変化する様子を時間ｔに沿
って示したものである。ＡＣ／ＤＣ変換回路１２ａで直
流に変換された直流受信信号としての同期検知信号は、
比較回路２１ａで外部から入力端子２６ａを介して入力
される閾値電圧ＶD と比較され、同期検知信号が閾値を
越えて有意であるとき、図４（ｊ）に示されるような比
較信号を論理回路２２ａへ出力する。
【００４４】又、ここでの同期検知信号のＳ／Ｎ比につ
いて従来装置と比較すると、従来では例えば図７（ｆ）
で説明したように約Δｆ／２の周波数範囲ＢＷ（Ｒ）の
帯域幅が必要であったが、実施例では図５（ｂ）を参照
すればΔｆ／２＝ｆx0を中心周波数とし、任意の選択度
Ｑによる帯域幅ｆx0／Ｑの狭帯域で良く、こうした帯域
幅に関する従来装置との比率が１０：１のときには実施
例の場合、帯域雑音を１０ｄＢ低く改善できることが判
る。
いて従来装置と比較すると、従来では例えば図７（ｆ）
で説明したように約Δｆ／２の周波数範囲ＢＷ（Ｒ）の
帯域幅が必要であったが、実施例では図５（ｂ）を参照
すればΔｆ／２＝ｆx0を中心周波数とし、任意の選択度
Ｑによる帯域幅ｆx0／Ｑの狭帯域で良く、こうした帯域
幅に関する従来装置との比率が１０：１のときには実施
例の場合、帯域雑音を１０ｄＢ低く改善できることが判
る。
【００４５】論理回路２２ａは同期状態において閾値を
越えたときの比較回路２１ａから出力される比較信号と
減算回路１９ａの零出力とから同期状態を検定し、その
状態が十分であるときに図４（ｋ）に示されるような論
理出力信号としてゲート信号をピークホールド回路１８
ｃへ送出する。ピークホールド回路１８ｃでは掃引周期
Ｔ内のゲートレベルを保ち、その保持信号をゲート回路
２４ａへ送出する。制御電圧距離信号変換回路２３ａは
制御器３４ｂの周期制御電圧発生回路２０ａから印加さ
れる周期制御電圧を常に図４（ｌ）に示されるような距
離信号に変換しており、この距離信号は同期状態が確認
されてゲート回路２４ａが開いたときだけ図４（ｍ）に
示されるような距離出力信号Ｖx として出力端子１３ｂ
へ送出される。
越えたときの比較回路２１ａから出力される比較信号と
減算回路１９ａの零出力とから同期状態を検定し、その
状態が十分であるときに図４（ｋ）に示されるような論
理出力信号としてゲート信号をピークホールド回路１８
ｃへ送出する。ピークホールド回路１８ｃでは掃引周期
Ｔ内のゲートレベルを保ち、その保持信号をゲート回路
２４ａへ送出する。制御電圧距離信号変換回路２３ａは
制御器３４ｂの周期制御電圧発生回路２０ａから印加さ
れる周期制御電圧を常に図４（ｌ）に示されるような距
離信号に変換しており、この距離信号は同期状態が確認
されてゲート回路２４ａが開いたときだけ図４（ｍ）に
示されるような距離出力信号Ｖx として出力端子１３ｂ
へ送出される。
【００４６】尚、実施例の距離測定方法及び距離測定装
置では信号媒体を電波として説明したが、基本的には音
波や光等の他の信号媒体を適用することもできる。
置では信号媒体を電波として説明したが、基本的には音
波や光等の他の信号媒体を適用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明によれば、目
標物までの距離に対応して掃引周期Ｔを変化させる直線
周波数変調波を用いて受信信号の遅延時間Ｔx の２倍に
等しい同期掃引周期Ｔ0 のときにビート信号の全時間に
及んで単一の周波数となる同期差周波数ｆx0を同期検知
信号としているので、誘導等による悪影響を受けずに狭
域な帯域幅により高いＳ／Ｎ比で広域な探知範囲で目標
物までの検知が可能になると共に、しかもレベルの高い
同期掃引周期Ｔ0 に基づいて距離を算出することで高精
度な距離測定が可能な距離測定方法及び距離測定装置が
具現されるようになる。
標物までの距離に対応して掃引周期Ｔを変化させる直線
周波数変調波を用いて受信信号の遅延時間Ｔx の２倍に
等しい同期掃引周期Ｔ0 のときにビート信号の全時間に
及んで単一の周波数となる同期差周波数ｆx0を同期検知
信号としているので、誘導等による悪影響を受けずに狭
域な帯域幅により高いＳ／Ｎ比で広域な探知範囲で目標
物までの検知が可能になると共に、しかもレベルの高い
同期掃引周期Ｔ0 に基づいて距離を算出することで高精
度な距離測定が可能な距離測定方法及び距離測定装置が
具現されるようになる。
【図１】本発明の距離測定方法を適用した一実施例に係
る距離測定装置の基本構成を示した簡易ブロック図であ
る。
る距離測定装置の基本構成を示した簡易ブロック図であ
る。
【図２】図１に示す距離測定装置の各部における処理信
号波形を示したタイムチャートであり、（ａ）は送信器
の鋸歯状波発振回路から出力される掃引電圧信号に関す
るもの，（ｂ）は送信器の電圧周波数変換回路から出力
される送信信号に関するもの，（ｃ）は信号処理器の復
調回路に入力される受信信号と参照信号である送信信号
との復調信号に関するもの，（ｄ）は信号処理器の復調
回路から出力されるビート信号に関するもの，（ｅ）は
制御器で生成される差周波数成分の電圧信号に関するも
の，（ｆ）は制御器で生成される差周波補数成分の電圧
信号に関するもの，（ｇ）は制御器から出力される差周
波数成分及び差周波補数成分の電圧信号を合成した制御
電圧信号に関するものである。
号波形を示したタイムチャートであり、（ａ）は送信器
の鋸歯状波発振回路から出力される掃引電圧信号に関す
るもの，（ｂ）は送信器の電圧周波数変換回路から出力
される送信信号に関するもの，（ｃ）は信号処理器の復
調回路に入力される受信信号と参照信号である送信信号
との復調信号に関するもの，（ｄ）は信号処理器の復調
回路から出力されるビート信号に関するもの，（ｅ）は
制御器で生成される差周波数成分の電圧信号に関するも
の，（ｆ）は制御器で生成される差周波補数成分の電圧
信号に関するもの，（ｇ）は制御器から出力される差周
波数成分及び差周波補数成分の電圧信号を合成した制御
電圧信号に関するものである。
【図３】図１に示す距離測定装置の要部である信号処理
器及び制御器の具体的な細部構成を示したブロック図で
ある。
器及び制御器の具体的な細部構成を示したブロック図で
ある。
【図４】図３に示す距離測定装置の各部における処理信
号波形を示したタイムチャートであり、（ａ）は送信器
の鋸歯状波発振回路から出力される掃引電圧信号に関す
るもの，（ｂ）は制御器のタイミング信号発生回路から
出力されるサンプルゲート信号に関するもの，（ｃ）は
信号処理器の復調回路に入力される受信信号と送信信号
とに関するもの，（ｄ）は制御器の周波数電圧変換回路
から出力される電圧信号に関するもの，（ｅ）は制御器
のピークホールド回路から出力される差周波補数成分の
保持信号に関するもの，（ｆ）は制御器のピークホール
ド回路に入力される差周波数成分の保持信号に関するも
の，（ｇ）は制御器の減算回路から出力される減算信号
に関するもの，（ｈ）は制御器の電圧制御可変抵抗回路
から出力される制御電圧に関するもの，（ｉ）は信号処
理器のＡＣ／ＡＤ変換回路から出力される直流受信信号
に関するもの，（ｊ）は信号処理器の比較回路から出力
される比較信号に関するもの，（ｋ）は信号処理器の論
理回路から出力される論理出力信号に関するもの，
（ｌ）は信号処理器の制御電圧距離信号変換回路から出
力される距離信号に関するもの，（ｍ）は信号処理器の
ゲート回路から出力される距離出力信号に関するもので
ある。
号波形を示したタイムチャートであり、（ａ）は送信器
の鋸歯状波発振回路から出力される掃引電圧信号に関す
るもの，（ｂ）は制御器のタイミング信号発生回路から
出力されるサンプルゲート信号に関するもの，（ｃ）は
信号処理器の復調回路に入力される受信信号と送信信号
とに関するもの，（ｄ）は制御器の周波数電圧変換回路
から出力される電圧信号に関するもの，（ｅ）は制御器
のピークホールド回路から出力される差周波補数成分の
保持信号に関するもの，（ｆ）は制御器のピークホール
ド回路に入力される差周波数成分の保持信号に関するも
の，（ｇ）は制御器の減算回路から出力される減算信号
に関するもの，（ｈ）は制御器の電圧制御可変抵抗回路
から出力される制御電圧に関するもの，（ｉ）は信号処
理器のＡＣ／ＡＤ変換回路から出力される直流受信信号
に関するもの，（ｊ）は信号処理器の比較回路から出力
される比較信号に関するもの，（ｋ）は信号処理器の論
理回路から出力される論理出力信号に関するもの，
（ｌ）は信号処理器の制御電圧距離信号変換回路から出
力される距離信号に関するもの，（ｍ）は信号処理器の
ゲート回路から出力される距離出力信号に関するもので
ある。
【図５】図３に示す距離測定装置の要部における距離に
対応した掃引周期が同期状態にある場合の諸特性を示し
たもので、（ａ）は距離及び掃引周期の比とビート信号
の周波数との関係に関するもの，（ｂ）はそのときの信
号処理器の狭帯域濾波回路における出力電圧の振幅の周
波数に対する濾波特性に関するもの，（ｃ）は（ａ）に
おける周波数を周波数電圧変換回路の電圧の振幅に変換
した距離及び掃引周期の比との関係に関するもの，
（ｄ）は（ｃ）に対応して非同期時の特定の振幅が同期
することによって他の振幅に変化する様子を時間に沿っ
て示したものである。
対応した掃引周期が同期状態にある場合の諸特性を示し
たもので、（ａ）は距離及び掃引周期の比とビート信号
の周波数との関係に関するもの，（ｂ）はそのときの信
号処理器の狭帯域濾波回路における出力電圧の振幅の周
波数に対する濾波特性に関するもの，（ｃ）は（ａ）に
おける周波数を周波数電圧変換回路の電圧の振幅に変換
した距離及び掃引周期の比との関係に関するもの，
（ｄ）は（ｃ）に対応して非同期時の特定の振幅が同期
することによって他の振幅に変化する様子を時間に沿っ
て示したものである。
【図６】従来の距離測定装置の基本構成を示したブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】図６に示す距離測定装置の各部における処理信
号波形を示したタイムチャートであり、（ａ）は送信器
の鋸歯状波発振回路から出力される掃引電圧信号に関す
るもの，（ｂ）は送信器の電圧周波数変換回路から出力
される送信信号に関するもの，（ｃ）は信号処理器の復
調回路に入力される受信信号と参照信号である送信信号
との復調信号に関するもの，（ｄ）は信号処理器におけ
る前段の低域濾波回路から出力されるビート信号に関す
るもの，（ｅ）は信号処理器における後段の低域濾波回
路から出力される処理出力信号に関するもの，（ｆ）は
距離に対する差周波数，差周波補数，及び２次差周波数
を含む周波数の関係に関するものである。
号波形を示したタイムチャートであり、（ａ）は送信器
の鋸歯状波発振回路から出力される掃引電圧信号に関す
るもの，（ｂ）は送信器の電圧周波数変換回路から出力
される送信信号に関するもの，（ｃ）は信号処理器の復
調回路に入力される受信信号と参照信号である送信信号
との復調信号に関するもの，（ｄ）は信号処理器におけ
る前段の低域濾波回路から出力されるビート信号に関す
るもの，（ｅ）は信号処理器における後段の低域濾波回
路から出力される処理出力信号に関するもの，（ｆ）は
距離に対する差周波数，差周波補数，及び２次差周波数
を含む周波数の関係に関するものである。
１ａ，１ｂ，１ｃ 鋸歯状波発振回路 ２ａ，２ｂ，２ｃ 電圧周波数変換回路 ３ａ，３ｂ，３ｃ 電力増幅回路 ４ａ，４ｂ，４ｃ 送波器 ５ａ，５ｂ，５ｃ 送信電波 ６ａ，６ｂ，６ｃ 反射波 ７ａ，７ｂ，７ｃ 受波器 ８ａ，８ｂ，８ｃ 電圧増幅回路 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 帯域濾波回路 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 復調回路 １１ａ 狭帯域濾波回路 １２ａ ＡＣ／ＤＣ変換回路 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ 出力端子 １４ａ 電圧制御可変抵抗回路 １５ａ タイング信号発生回路 １７ａ，１７ｂ サンプルゲート回路 １８ａ，１８ｂ，１８ｃ ピークホールド回路 １９ａ 減算回路 ２０ａ 周期制御電圧発生回路 ２１ａ 比較回路 ２２ａ 論理回路 ２３ａ 制御電圧距離信号変換回路 ２４ａ ゲート回路 ２６ａ 入力端子 ２７ａ 周波数電圧変換回路 ２８ａ，２８ｂ 低域濾波回路 ２９ Δｆ／２参照信号発振回路 ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 送信器 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 受信器 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ 信号処理器 ３３ａ´ 信号処理回路 ３４ａ，３４ｂ 制御器
Claims (4)
- 【請求項１】 最小周波数ｆ1 から最大周波数ｆ2 まで
を掃引周期Ｔで鋸歯状波状に掃引した直線周波数変調波
の送信信号を送信放射波に変換して目標物に放射すると
共に、該送信放射波の該目標物からの反射波を受波変換
して得られる受信信号を該送信信号の復調により得られ
るビート信号中の差周波数ｆx に基づいて該目標物まで
の距離ｘを測定する距離測定方法において、前記距離ｘ
による遅延時間Ｔx （＝２ｘ／Ｃ；Ｃは放射波伝搬速
度）に対応して前記掃引周期Ｔを可変し、該遅延時間Ｔ
x ＝Ｔ／２なる関係の同期状態を同期差周波数ｆx0＝
（ｆ2 −ｆ1 ）／２＝Δｆ／２［但し、ここでは掃引周
波数差Δｆ＝ｆ2 −ｆ1 とする］で検知し、該検知時の
同期周期Ｔ0 ＝２・Ｔx から該距離ｘをｘ＝Ｃ・Ｔx／
２＝Ｃ・Ｔ0 ／４なる関係で求めることを特徴とする距
離測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の距離測定方法において、
前記ビート信号を周波数電圧変換により周波数に比例し
た電圧に変換し、掃引終了前の前記差周波数ｆx に対応
する電圧Ｖ（ｆx ）と掃引開始後の差周波補数ｆ´
x （ｆ´x ＝Δｆ−ｆx ）に対応する電圧Ｖ（ｆ´x ）
とをサンプル抽出し、該電圧Ｖ（ｆx ），Ｖ（ｆ´x ）
の両方の間の電位差で前記掃引周期Ｔを変化させると共
に、該両方の間の電位差が零となる該差周波数ｆx ＝ｆ
´x ＝ｆx0で同期差周波数となる状態で安定して該掃引
周期Ｔが前記同期周期Ｔ0 となるように制御することを
特徴とする距離測定方法。 - 【請求項３】 掃引周期及び掃引周波数を設定するため
の鋸歯状電圧波形を有する掃引電圧信号を発生する鋸歯
状波発振回路，該掃引電圧信号を電圧に比例した周波数
へと変換して送信信号を発生する電圧周波数変換回路，
及び該送信信号を増幅して送信増幅信号を出力する電力
増幅回路から成る送信器と、前記送信増幅信号を送信放
射波に変換して目標物へと送波する送波器と、前記送信
放射波の前記目標物からの反射波を受信信号に変換する
受波器と、前記受信信号を増幅して濾波整形する受信器
と、前記増幅及び整形された受信信号を前記送信信号に
基づいて復調してビート信号を得ると共に、該ビート信
号から同期差周波数ｆx0及び該同期差周波数ｆx0に対応
する電圧信号を得るための信号処理を行う信号処理器
と、前記信号処理による非同期差周波数を示す差周波数
ｆx 及び差周波補数ｆ´x に対応する電圧信号から前記
鋸歯状波発振回路の掃引周期を変化させる制御信号を発
生し、該非同期差周波数が同期差周波数になるように制
御する制御器とを備えたことを特徴とする距離測定装
置。 - 【請求項４】 請求項３記載の距離測定装置において、
前記信号処理器は、前記受信信号を復調する復調回路
と、前記復調された受信信号を前記同期差周波数ｆx0で
濾波する狭帯域濾波回路と、前記濾波された受信信号を
所定の閾値信号と比較可能な直流受信信号に変換するＡ
Ｃ／ＤＣ変換回路と、前記直流受信信号を前記所定の閾
値信号と比較して同期状態の有意性を検証する比較回路
と、前記掃引周期の制御終了を確認する論理回路と、前
記掃引周期内でレベルを確保するためのピークホールド
回路と、同期状態の前記掃引周期を制御する制御電圧か
ら距離を示す距離信号に変換する制御電圧距離信号変換
回路と、同期状態と該同期状態のときの前記距離信号と
の時間整合を行って距離出力信号を出力するゲート回路
とを備えて成り、前記制御器は、前記復調された受信信
号における前記ビート信号の差周波数ｆx と差周波補数
ｆ´x とを濾波する帯域濾波回路と、前記差周波数ｆx
及び前記差周波補数ｆ´x を該各周波数に比例した電圧
に変換する周波数電圧変換回路と、掃引開始後のサンプ
ルゲート信号及び掃引終了前のサンプルゲート信号を生
成出力するタイミング信号発生回路と、前記サンプルゲ
ート信号の両方で前記差周波数ｆx に対応する電圧と前
記差周波補数ｆ´x に対応する電圧とをそれぞれ抽出し
てサンプル信号を出力するサンプルゲート回路と、前記
サンプル信号のそれぞれのレベルを前記掃引周期内で確
保するためのピークホールド回路と、前記サンプル信号
の両方のレベル差を得る減算回路と、前記サンプル信号
のレベル差に応じて前記掃引周期を制御する周期制御電
圧を発生する周期制御電圧発生回路と、前記周期制御電
圧に応じて前記掃引周期を決める時定数を電圧で変化さ
せて前記掃引電圧信号を制御する電圧制御可変抵抗回路
とを備えて成ることを特徴とする距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8249443A JP2821738B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 距離測定方法及び距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8249443A JP2821738B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 距離測定方法及び距離測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090396A true JPH1090396A (ja) | 1998-04-10 |
| JP2821738B2 JP2821738B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=17193052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8249443A Expired - Lifetime JP2821738B2 (ja) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | 距離測定方法及び距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2821738B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100969879B1 (ko) * | 2009-11-13 | 2010-07-13 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 비행체의 고도 측정 장치, 고도 측정 방법 및 고도 측정 프로그램이 기록된 기록 매체 |
| WO2011111181A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 株式会社山武 | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| WO2011111180A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 株式会社山武 | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| JP2012139493A (ja) * | 2010-12-29 | 2012-07-26 | Nike Internatl Ltd | チーム競技環境における運動パフォーマンスモニタリングのシステムおよび方法 |
| US8996326B2 (en) | 2009-06-29 | 2015-03-31 | Azbil Corporation | Counting device, physical quantity sensor, counting method, and physical quantity measuring method |
| US9278256B2 (en) | 2008-03-03 | 2016-03-08 | Nike, Inc. | Interactive athletic equipment system |
| US9519750B2 (en) | 2008-12-05 | 2016-12-13 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9757619B2 (en) | 2010-11-10 | 2017-09-12 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| US10123583B2 (en) | 2008-12-05 | 2018-11-13 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US10179263B2 (en) | 2011-02-17 | 2019-01-15 | Nike, Inc. | Selecting and correlating physical activity data with image data |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP8249443A patent/JP2821738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9278256B2 (en) | 2008-03-03 | 2016-03-08 | Nike, Inc. | Interactive athletic equipment system |
| US10881910B2 (en) | 2008-03-03 | 2021-01-05 | Nike, Inc. | Interactive athletic equipment system |
| US9643052B2 (en) | 2008-03-03 | 2017-05-09 | Nike, Inc. | Interactive athletic equipment system |
| US9519750B2 (en) | 2008-12-05 | 2016-12-13 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9452319B2 (en) | 2008-12-05 | 2016-09-27 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US10173101B2 (en) | 2008-12-05 | 2019-01-08 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9186567B2 (en) | 2008-12-05 | 2015-11-17 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9192815B2 (en) | 2008-12-05 | 2015-11-24 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9248343B2 (en) | 2008-12-05 | 2016-02-02 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US11541296B2 (en) | 2008-12-05 | 2023-01-03 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9403060B2 (en) | 2008-12-05 | 2016-08-02 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9427624B2 (en) | 2008-12-05 | 2016-08-30 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US10213647B2 (en) | 2008-12-05 | 2019-02-26 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US9511260B2 (en) | 2008-12-05 | 2016-12-06 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US10123583B2 (en) | 2008-12-05 | 2018-11-13 | Nike, Inc. | Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment |
| US8996326B2 (en) | 2009-06-29 | 2015-03-31 | Azbil Corporation | Counting device, physical quantity sensor, counting method, and physical quantity measuring method |
| KR100969879B1 (ko) * | 2009-11-13 | 2010-07-13 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 비행체의 고도 측정 장치, 고도 측정 방법 및 고도 측정 프로그램이 기록된 기록 매체 |
| WO2011111180A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 株式会社山武 | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| US8982336B2 (en) | 2010-03-10 | 2015-03-17 | Azbil Corporation | Physical quantity sensor and physical quantity measuring method |
| WO2011111181A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 株式会社山武 | 物理量センサおよび物理量計測方法 |
| US9757619B2 (en) | 2010-11-10 | 2017-09-12 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| US10293209B2 (en) | 2010-11-10 | 2019-05-21 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| US10632343B2 (en) | 2010-11-10 | 2020-04-28 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| US11568977B2 (en) | 2010-11-10 | 2023-01-31 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| US11600371B2 (en) | 2010-11-10 | 2023-03-07 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| US11817198B2 (en) | 2010-11-10 | 2023-11-14 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| US11935640B2 (en) | 2010-11-10 | 2024-03-19 | Nike, Inc. | Systems and methods for time-based athletic activity measurement and display |
| JP2012139493A (ja) * | 2010-12-29 | 2012-07-26 | Nike Internatl Ltd | チーム競技環境における運動パフォーマンスモニタリングのシステムおよび方法 |
| US10179263B2 (en) | 2011-02-17 | 2019-01-15 | Nike, Inc. | Selecting and correlating physical activity data with image data |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2821738B2 (ja) | 1998-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2821738B2 (ja) | 距離測定方法及び距離測定装置 | |
| JPH06511093A (ja) | エコー測深方式に従って動作する距離測定装置における送信周波数の調整設定方法 | |
| JP2001524207A (ja) | センサ装置作動方法とセンサ装置 | |
| JP2006208355A (ja) | 無線局間距離測定方式 | |
| US5035245A (en) | Ultrasonic Doppler blood flow velocity detection apparatus | |
| US5814732A (en) | Laser doppler speed measuring apparatus | |
| JP2762143B2 (ja) | 間欠ｆｍ―ｃｗレーダ装置 | |
| KR100902043B1 (ko) | 레이저 거리 측정시스템 | |
| JP3260717B2 (ja) | 動き検出装置 | |
| JPS586156B2 (ja) | 距離計測装置 | |
| JPS5935816Y2 (ja) | 移動目標検出レ−ダ | |
| JP2000046932A (ja) | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 | |
| JPH09166661A (ja) | 変位測定方法及び変位測定装置 | |
| JP2550504B2 (ja) | レーダ装置 | |
| JPH0514427A (ja) | 光ヘテロダインｆｓｋデユアルフイルタ検波装置 | |
| JPH0738503A (ja) | Ｆｍ伝送装置 | |
| JPH0145184Y2 (ja) | ||
| 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 | |
| JPH054353Y2 (ja) | ||
| JPS6082988A (ja) | パルス・レ−ダ−装置 | |
| JP3933877B2 (ja) | 光通信システム | |
| JPS6082984A (ja) | 方向探知信号処理装置 | |
| JP4238360B2 (ja) | 測距装置 | |
| JP2648957B2 (ja) | 伝搬遅延時間測定装置のレベル較正方法 | |
| JPH0236386A (ja) | レーダ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980722 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070904 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080904 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090904 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090904 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100904 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100904 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110904 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110904 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140904 Year of fee payment: 16 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |