JPH1183970A

JPH1183970A - 方向検出システム

Info

Publication number: JPH1183970A
Application number: JP9238341A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Taki; 和也滝
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度の方向検出を安価に実現する。【解決手段】目的対象Ｍに設けられた発信装置１０
は、スペクトラム拡散通信方式により拡散した発信波を
発信する。方向検出装置５０は、発信装置１０から発信
された発信波の直接波と反射波を受信し、直接波成分と
反射波成分とを含む受信信号を生成する。さらに、方向
検出装置５０は、受信信号中から、時間的に最初に位置
する直接波成分を検出し、この直接波成分の出力レベル
に基づいて目的対象Ｍの方向を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、目的対象に設けら
れた発信装置から発信される電波を受け取ることによっ
て、目的対象が存在する方向を検出する方向検出システ
ムに関し、特に、方向検出を行うに際し、スペクトラム
拡散通信方式を用いた方向検出システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】対象物の方向を検出する方向検出システ
ムとしては、レーダー、ＬＯＲＡＮ（LOng RAnge Navig
ation）、ＧＰＳ（Global Positioning System）等が知
られている。即ち、レーダーは、回転する指向性アンテ
ナを使ってパルス状の電波を送信し、対象物に反射して
戻ってくる電波の往復時間を計算することで、対象物の
方向および位置を検出するものである。また、ＬＯＲＡ
Ｎは、複数の地点から同期をとって電波を送信し、各電
波の到着時間差を検出することにより対象物の方向およ
び位置を特定するものである。さらに、ＧＰＳは、対象
物と３つ以上の人工衛星との距離を計測することで、対
象物自身の方向および位置を検出するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような方向検出システムは、いずれも構成が複雑であ
り、高価であるという問題がある。

【０００４】また、例えば、建物が密集した街中の比較
的狭い範囲で、対象物の方向を正確に検出するのは難し
いという問題がある。即ち、対象物が、建物の密集して
いる街中にある場合、対象物は、建物に包囲されている
可能性が高い。従って、対象物に向けて電波を発信し、
反射した電波を受信することによって対象物の方向を検
出しようとしても、電波が建物に反射してしまい、対象
物を正確に検出することが難しいという問題がある。

【０００５】さらに、建物が密集した街中の比較的狭い
範囲で、対象物の方向を検出するには、対象物に発信機
を設け、対象物から発信される電波を受信することによ
って対象物の方向を検出する方法も考えられるが、この
方法でも、対象物から発信される電波が建物に反射する
ことによって形成される反射波の影響により、対象物の
方向を正確に検出するのが難しいという問題がある。

【０００６】本発明は上述した問題に鑑みなされたもの
で、目的対象の方向を高精度に検出することができると
共に、かかる高精度の方向検出を安価に実現することが
できる方向検出システムを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、目的対象に設けられ、発信
波を発信する発信装置と、発信装置から発信された発信
波に基づいて発信装置が設けられた目的対象の方向を検
出する方向検出装置とを備えた方向検出システムであっ
て、発信装置は、発信信号を所定の拡散符号を用いたス
ペクトラム拡散通信方式により拡散する拡散手段と、拡
散手段により拡散された発信信号を発信波として発信す
る発信手段とを備え、方向検出装置は、発信装置から当
該方向検出装置に到達する発信波のうち、発信装置から
当該方向検出装置に直接到達する直接波と、発信装置か
ら発信されてから物体に反射して当該方向検出装置に到
達する少なくとも1つの反射波とをそれぞれ受信する受
信手段と、受信手段により受信された直接波と反射波と
を、拡散符号を用いてそれぞれ逆拡散することにより、
直接波に対応する第1の出力成分と反射波に対応する第2
の出力成分とを少なくとも含む受信信号を生成する信号
生成手段と、信号生成手段により生成された受信信号に
含まれる複数の出力成分のうち、時間的に最初に位置す
る出力成分を第1の出力成分として検出する出力成分検
出手段と、出力成分検出手段により検出された第1の出
力成分の出力レベルを出力する出力手段とを備えてい
る。

【０００８】上記構成より、発信装置は、発信信号を所
定の拡散符号を用いたスペクトラム拡散通信方式により
拡散し、当該拡散した発信信号を発信波として発信す
る。発信装置は目的対象に設けられているので、前記発
信波は目的対象から発信されることとなる。なお、目的
対象は固定されていてもよく、移動してもよい。例え
ば、発信装置を移動体に取り付けた場合には、目的対象
は移動する。

【０００９】一方、方向検出装置の受信手段は、発信波
の直接波と少なくとも１つの反射波を受信する。例え
ば、目的対象が街中に存在し、目的対象の周囲に障害と
なる物体が存在する場合には、受信手段は、発信装置か
ら方向検出装置に直接到達する直接波と、発信装置から
発信されてから物体に反射して方向検出装置に到達する
1つまたは複数の反射波をそれぞれ受信する。

【００１０】そして、信号生成手段は、受信手段により
受信された直接波と反射波とを、拡散符号を用いてそれ
ぞれ逆拡散することにより、直接波に対応する第1の出
力成分と反射波に対応する第2の出力成分とを少なくと
も含む受信信号を生成する。ここで、反射波は物体に反
射してから方向検出装置に到達するため、反射波が方向
検出装置に到達する時点は、直接波が方向検出装置に到
達する時点よりも遅い。これにより、受信信号を時間的
に見ると、まず最初に直接波に対応する第１の出力成分
が現われ、次に反射波に対応する第２の出力成分が現れ
る。従って、受信信号に含まれる複数の出力成分のう
ち、時間的に最初に位置する出力成分は、常に、直接波
に対応する第１の出力成分である。

【００１１】そこで、出力成分検出手段は、信号生成手
段により生成された受信信号に含まれる複数の出力成分
のうち、時間的に最初に位置する出力成分を直接波に対
応する第1の出力成分として検出する。

【００１２】さらに、出力手段は、出力成分検出手段に
より検出された第1の出力成分の出力レベルを出力す
る。ここで、受信手段の受信方向（例えば方向検出装置
の向き）と目的対象物の方向との関係で、直接波に対応
する第１の出力成分の出力レベルが変化する。従って、
第１の出力成分の出力レベルを出力すれば、この出力レ
ベルの状態に基づいて、受信手段の受信方向と目的対象
の方向との関係を知ることができる。例えば、受信手段
の受信方向と目的対象物の方向とが一致したときに、第
１の出力成分の出力レベルが最大となる場合には、これ
をもって、目的対象の方向を知ることができる。

【００１３】請求項２の発明は、方向検出装置の信号生
成手段によって、直接波と反射波とを連続的に遅延させ
ながら拡散信号を乗算し、積分することにより逆拡散処
理を施すようにしたことにある。

【００１４】これにより、直接波と反射波をそれぞれ逆
拡散することができ、直接波に対応する第１の出力成分
と反射波に対応する第２の出力成分とを有する受信信号
を容易に生成することができる。

【００１５】請求項３の発明は、方向検出装置に、受信
手段の受信方向を変更する間に、出力手段から出力され
る出力レベルが最大となる受信方向を検出する受信方向
検出手段と、受信方向検出手段により検出された受信方
向を報知する報知手段とを備えたものである。

【００１６】即ち、出力手段から出力される出力レベル
は、上述したように、直接波の出力レベルである。例え
ば、受信手段に指向性のある空中線等を用いた場合、こ
の直接波の出力レベルは、受信手段の受信方向と目的対
象の方向との関係で変化し、受信手段の受信方向と目的
対象の方向とが一致したときには最大となる。従って、
方向検出装置を回転させるなどして、受信手段の受信方
向を変更しながら、受信方向検出手段により、直接波の
出力レベルが最大となる受信方向を検出し、報知手段に
より、検出された受信方向を報知すれば、目的対象の方
向を検出者に知らせることができる。

【００１７】請求項４の発明は、方向検出装置の受信方
向検出手段により、受信手段の受信方向を変更する間
に、出力手段から出力される出力レベルが所定時間内に
最大となる受信方向を検出するものである。

【００１８】ここで、発信装置から発信された発信波の
強度がフェージング等により変化し、これにより、出力
手段から出力される出力レベルが変化する場合がある。
しかしながら、フェージングによる出力レベルの変化の
周期は長い。従って、出力手段から出力される出力レベ
ルを所定時間内に調べ、この出力レベルが所定時間内に
最大となる受信方向を検出するようにすれば、フェージ
ングの影響を抑制することができ、受信方向の検出精度
を向上させることができる。

【００１９】請求項５の発明は、方向検出装置を、出力
手段から出力される第1の出力成分の出力レベルと、第
２の出力成分の出力レベルに基づいて、目的対象の方向
を判定する構成としたものである。

【００２０】即ち、直接波と反射波はそれぞれ異なる方
向から方向検出装置の受信手段に到達（入射）する。従
って、方向検出装置の向きを変えるなどして受信手段の
受信方向を変更すると、直接波に対応する第１の出力成
分の出力レベルと反射波に対応する第２の出力成分の出
力レベルは、それぞれ異なった特性で変化する。例え
ば、受信手段の受信方向が直接波の入射方向と一致して
いるとき、即ち、受信手段の受信方向が目的対象の方向
と一致しているときには、直接波に対応する第１の出力
成分の出力レベルが最大となり、反射波に対応する第２
の出力成分の出力レベルは、比較的低くなる。また、受
信手段の受信方向が反射波の入射方向と一致していると
きには、反射波に対応する第２の出力成分の出力レベル
が最大となり、直接波に対応する第１の出力成分の出力
レベルは、比較的低くなる。従って、第1の出力成分の
出力レベルと、第２の出力成分の出力レベルに基づい
て、目的対象の方向を判定することにより、受信方向の
検出精度を高めることができる。

【００２１】請求項６の発明は、発信装置の発信手段に
無指向性の空中線を設け、方向検出装置の受信手段に単
一指向性の空中線を設けたものである。

【００２２】上記構成より、発信装置の発信手段に無指
向性の空中線を設けたから、発信装置による発信波は全
方向に向けて発信される。これにより、方向検出装置か
らみて発信装置がどの方向にあっても、発信装置から発
信される発信波は、方向検出装置に到達する。

【００２３】一方、方向検出装置の受信手段に単一指向
性の空中線を設けたから、受信手段の受信方向と電波の
入射方向とが一致したときにのみ、受信手段の受信感度
が最大となる。これにより、受信手段の受信方向と直接
波の入射方向とが一致すると、第１の出力成分の出力レ
ベルが最大となる。従って、第１の出力成分の出力レベ
ルが最大となったときの受信方向が目的対象の存在する
方向となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【００２５】まず、本発明の第１の実施形態による方向
検出システムを図１ないし図９に従って説明する。

【００２６】図１に示すように、本実施形態による方向
検出システム１００は、目的対象Ｍに設けられ、発信波
を発信する発信装置１０と、発信装置１０から発信され
た発信波に基づいて発信装置１０が設けられた目的対象
Ｍの存在する方向を検出する方向検出装置５０とを備え
ている。

【００２７】ここで、目的対象Ｍは、自動車、動物また
は人間等の移動体でも、建物等の固定された物体でもよ
い。例えば、目的対象Ｍが自動車の場合には、発信装置
１０は自動車のボディまたは運転室内等に設けられる。
また、目的物がペットとしての犬または猫の場合には、
発信装置１０は、犬または猫の首輪等に設けられる。

【００２８】さらに、図２に示すように、発信装置１０
は、ＩＤコードを出力するＩＤコード出力回路１１と、
拡散符号を出力する拡散符号出力回路１２と、ＩＤコー
ドを拡散符号に基づいてスペクトラム拡散通信方式によ
り拡散して拡散信号を生成する拡散手段としての拡散器
１３と、局部発信器としてのＰＬＬ（Phase Locked Loo
p）回路１４と、拡散信号を変調して発信信号を生成す
る変調器１５と、発信信号を増幅する電力増幅器１６
と、発信信号を発信波として発信する発信手段としての
発信アンテナ１７とを備えている。

【００２９】さらに詳しく説明すると、ＩＤコード出力
回路１１は、発信装置１０を特定し識別するためのＩＤ
コードを記憶している。複数の発信装置１０が存在する
場合、ＩＤコードは各発信装置１０毎に異なる。そし
て、ＩＤコード出力回路１１は、ＩＤコードを拡散器１
３に出力する。

【００３０】拡散符号出力回路１２は、拡散符号として
ＰＮ（疑似雑音）系列によって形成されるＰＮ系列信号
を生成し、このＰＮ系列信号を拡散器１３に向けて出力
する。

【００３１】拡散器１３は、拡散符号出力回路１２から
出力されたＰＮ系列信号を用いて、ＩＤコード出力回路
１１から出力されたＩＤコードを直接拡散方式によって
拡散し、拡散信号を生成する。

【００３２】変調器１５は、拡散器１３から出力された
拡散信号を用いて、ＰＬＬ回路１４から出力される搬送
波信号を変調し、発信信号を生成する。電力増幅器１６
は、変調器１５から出力された発信信号を増幅する。そ
して、電力増幅器１６によって増幅された発信信号は、
発信アンテナ１７から発信波として発信される。

【００３３】ここで、発信アンテナ１７は、無指向性の
アンテナによって構成されている。従って、発信アンテ
ナ１７はその基端側が発信装置１０のボディに固着さ
れ、先端側が水平面に対して垂直に伸長している。な
お、発信アンテナ１７を発信装置１０のボディに印刷す
ることによって設けてもよい。また、図４に示すよう
に、発信装置１０のボディ１８内に形成された空間内に
発信アンテナ１７を揺動自在に設け、発信アンテナ１７
の自由端側に重り１９を設ける構成としてもよい。この
ようなに構成することにより、発信装置１０が傾いて
も、発信アンテナ１７は重りの１９の重さによって真下
に引っ張られるから、発信アンテナ１７は常に水平面に
対して垂直に伸長している。これにより、発信アンテナ
１７は水平面に対して常に無指向となる。また、図５に
示すように、発信アンテナ１７と重り１９を発信装置１
０のボディ１８の外側に配置する構成としてもよい。

【００３４】また、図３に示すように、方向検出装置５
０は、発信装置１０から発信される発信波を受信波とし
て受信する受信手段としての受信アンテナ５１と、受信
波を増幅する低雑音増幅器５２と、局部発信器としての
ＰＬＬ回路５３と、受信波を復調して復調信号を生成す
る復調器５４と、拡散符号を出力する拡散符号出力回路
５５と、拡散符号を用いて復調信号を直接拡散方式によ
り逆拡散して受信信号を生成する信号生成手段としての
逆拡散器５６と、受信信号に基づいて発信装置１０の方
向を検出する出力成分検出手段としての信号検出器５７
と、信号検出器５７から出力される検出信号に基づいて
発信装置１０の方向を報知する出力手段としての報知器
５８とを備えている。

【００３５】さらに詳しく説明すると、受信アンテナ５
１は、単一指向性のアンテナによって構成されている。
受信アンテナ５１は、例えば、図６に示すように、方向
検出装置５０のボディ５９の表面に受信アンテナパター
ン５１Ａを印刷することによって形成されている。な
お、図７に示すように、受信アンテナ５１をボディ５９
の複数の面を利用して形成してもよい。例えば、ボディ
５９の前面５９Ａにループアンテナ５１Ｂを設け、背面
５９Ｂに反射板５１Ｃを設ける構成としてもよい。

【００３６】このように、受信アンテナ５１は単一指向
性のアンテナであるため、受信アンテナ５１の受信方向
と、発信波が受信アンテナ５１に入射する入射方向とが
一致したときに、受信アンテナ５１の感度が最大とな
る。

【００３７】ここで、図１に示すように、受信アンテナ
５１を、発信装置１０の方向に向けると、受信アンテナ
５１は、発信装置１０から発信される発信波のうち、発
信装置１０から方向検出装置５０の受信アンテナ５１に
直接到達する直接波Ｗ１と、発信装置１０から発信され
てから途中で障害物（物体）Ｂ１に反射して方向検出装
置５０の受信アンテナ５１に到達する反射波Ｗ２を受信
する。なお、実際には、発信装置１０から発信された発
信波は、方向検出装置５０に到達する間に、多数の障害
物に衝突して反射するため、図１中の反射波Ｗ２以外に
も多数の反射波が受信アンテナ５１に到達するが、説明
の便宜のため、図１には、１つの反射波Ｗ２のみを図示
している。

【００３８】ところで、この直接波Ｗ１と反射波Ｗ２の
強度を比較すると、反射波Ｗ２の方が直接波Ｗ１よりも
強度が大きい場合が多い。この理由を説明すると、街中
のように障害物が多い場所においては、発信装置１０と
方向検出装置５０との間は障害物Ｂ２に隔てられている
場合が多い。このような場合、直接波Ｗ１は、図１に示
すように、障害物Ｂ２を通過して方向検出装置５０の受
信アンテナ５１に到達するため、直接波Ｗ１の強度は比
較的小さい。一方、反射波Ｗ２は、図１に示すように、
発信装置１０と方向検出装置５０との間を隔てる障害物
Ｂ２を迂回するようにして、方向検出装置５０の受信ア
ンテナ５１に到達するため、反射波Ｗ２の強度は直接波
Ｗ１よりも大きい。

【００３９】また、発信装置１０から発信されてから方
向検出装置５０の受信アンテナ５１に到達するまでの時
間について直接波Ｗ１と反射波Ｗ２を比較すると、反射
波Ｗ２の方が直接波Ｗ１よりも受信アンテナ５１に到達
するまでの時間が長い。この理由と説明すると、直接波
Ｗ１は、図１に示すように、発信装置１０と方向検出装
置５０との間の最短距離を進行するため、発信装置１０
から発信されてから方向検出装置５０の受信アンテナ５
１に到達するまでの時間は最短である。一方、反射波Ｗ
２は、図１に示すように、障害物Ｂ１に反射してから方
向検出装置５０に到達するため、発信装置１０から発信
されてから方向検出装置５０の受信アンテナ５１に到達
するまでの時間は、直接波Ｗ１よりも長い。

【００４０】さて、受信アンテナ５１は、実際には、発
信装置１０から発信された発信波の直接波Ｗ１と反射波
Ｗ２とが混在した電波を受信波として受信する。そし
て、受信アンテナ５１によって受信された受信波は、低
雑音増幅器５２により増幅され、復調器５４によって復
調され、復調信号となって逆拡散器５６に入力される。

【００４１】逆拡散器５６は、復調器５４によって受信
波を復調することにより生成された復調信号を逆拡散
し、図８に示すような受信信号ＲＳを生成する。

【００４２】上述したように、受信アンテナ５１によっ
て受信された受信波は、直接波Ｗ１と反射波Ｗ２が混在
した信号である。即ち、直接波Ｗ１と反射波Ｗ２は、い
ずれも発信装置１０によって直接拡散方式を用いて拡散
された電波であるから、受信波には、同一の拡散符号で
拡散された２種類の電波が、時間（位相）のずれた状態
で混在している。そして、このような受信波を復調する
ことによって生成された復調信号には、直接波Ｗ１に対
応する拡散信号成分と、反射波Ｗ２に対応する拡散信号
成分が含まれている。逆拡散器５６は、この復調信号を
連続的に遅延させながら、この復調信号に、拡散符号出
力回路５５から出力される拡散信号を乗算し、積分す
る。これにより、復調信号に含まれる直接波Ｗ１に対応
する拡散信号成分と、反射波Ｗ２に対応する拡散信号成
分をそれぞれ逆拡散し、図８に示すような受信信号ＲＳ
を生成する。逆拡散器５６は、具体的には、マッチドフ
ィルタ（整合フィルタ）、コンボルバ等によって構成さ
れている。また、拡散符号出力回路５５から出力される
拡散符号は、発信装置１０の拡散符号出力回路１２から
出力される拡散符号と同一である。

【００４３】ここで、図８に示す受信信号ＲＳについて
説明する。

【００４４】図８中の受信信号ＲＳにおいて、時間的に
みて最初に位置する立ち上がり部分は、復調信号のう
ち、直接波Ｗ１に対応する拡散信号成分を逆拡散するこ
とによって生成された直接波成分ａである。また、時間
的にみて第２番目に位置する立ち上がり部分は、復調信
号のうち、反射波Ｗ２に対応する拡散信号成分を逆拡散
することによって生成された反射波成分ｂである。さら
に、この受信信号ＲＳには、反射波Ｗ２以外の他の反射
波に対応する反射波成分ｃおよびｄも含まれている。

【００４５】上述したように、直接波Ｗ１と反射波Ｗ２
の強度を比較すると、反射波Ｗ２の方が直接波Ｗ１より
も強度が大きい場合が多い。この様子が、受信信号ＲＳ
にも現れている。即ち、受信信号ＲＳの反射波成分ｂの
出力レベルＬ２の方が直接波成分ａの出力レベルＬ１よ
りも大きい。

【００４６】また、発信装置１０から発信されてから方
向検出装置５０の受信アンテナ５１に到達するまでの時
間について直接波Ｗ１と反射波Ｗ２を比較すると、反射
波Ｗ２の方が直接波Ｗ１よりも受信アンテナ５１に到達
するまでの時間が長い。この様子も、受信信号ＲＳに現
れている。即ち、受信信号の反射波成分ｂの方が直接波
成分ａよりも時間ｔだけ遅れて現れている。

【００４７】さらに、図８と図９を比較しながら受信信
号ＲＳについてさらに詳しく説明する。図８は、図１に
実線で示すように、方向検出装置５０が発信装置１０の
方向に向いており、受信アンテナ５１の受信方向が発信
装置１０の方向に一致しているときに得られる受信信号
ＲＳである。受信アンテナ５１の受信方向が発信装置１
０の方向に一致すると、直接波Ｗ１に対する受信アンテ
ナ５１の感度が最大となるため、受信信号ＲＳ中の直接
波成分ａの出力レベルＬ１は最大となる。なお、このと
き、受信アンテナ５１の受信方向と反射波Ｗ２の入射方
向は一致していないため、受信信号ＲＳの反射波成分ｂ
の出力レベルＬ２は比較的低くなっている。また、この
ように、受信アンテナ５１の受信方向が発信装置１０の
方向に一致して、直接波成分ａの出力レベルＬ１が最大
のときでも、直接波成分ａの出力レベルＬ１は、反射波
成分ｂの出力レベルＬ２よりも低くなる場合が多い。

【００４８】一方、図９は、図１に点線で示すように、
方向検出装置５０が発信装置１０の方向に向いておら
ず、受信アンテナ５１の受信方向が反射波Ｗ２の入射方
向に一致しているときに得られる受信信号ＲＳ’であ
る。受信アンテナ５１の受信方向が発信装置１０の方向
と一致していないときには、直接波Ｗ１に対する受信ア
ンテナ５１の感度は低下する。このため、受信信号ＲＳ
中の直接波成分ａの出力レベルＬ３は図８の出力レベル
Ｌ１と比較して低くなる。なお、受信アンテナ５１の受
信方向が反射波Ｗ２の入射方向と一致しているため、受
信信号ＲＳの反射波成分ｂの出力レベルＬ２は最大とな
っている。

【００４９】さて、このような受信信号ＲＳは、逆拡散
器５６から信号検出器５７に入力される。そして、信号
検出器５７は、受信信号ＲＳのうち、時間的にみて最初
に位置する成分の出力レベル、即ち、直接波成分ａの出
力レベルＬ１（Ｌ３）を検出し、その出力レベルに対応
した出力信号を報知器５８に向けて出力する。これによ
り、出力信号は、直接波成分ａの出力レベルＬ１（Ｌ
３）の変化に応じて、例えば電圧が変化する信号とな
る。

【００５０】報知器５８は、方向検出装置５０のボディ
５９に配置されたブザー６０およびＬＥＤランプ６１を
有している。そして、報知器５８は、信号検出器５７か
ら出力された出力信号をブザー音等の音声信号に変換し
てブザー６０に出力すると共に、前記出力信号を、当該
出力信号の電圧に比例して周波数が変化するパルス信号
に変換してＬＥＤランプ６１に出力する。これにより、
前記出力信号の電圧が変化すると、ブザー６０から出力
されるブザー音の音量が変化すると共に、ＬＥＤランプ
６１の点滅速度が変化する。

【００５１】このように構成される方向検出装置５０に
よって、発信装置１０の方向、即ち、目的対象Ｍの存在
する方向を検出するときには、検出者は、方向検出装置
５０を手に持って回転させる。そして、検出者は、方向
検出装置５０の受信アンテナ５１を様々な方向に向けな
がら、方向検出装置５０のブザー６０から発せられるブ
ザー音の音量または、ＬＥＤランプ６１の点滅速度を確
認する。そして、受信アンテナ５１の受信方向と発信装
置１０の方向とが一致したときには、直接波Ｗ１に対す
る受信アンテナ５１の感度が最大となり、直接波成分ａ
の出力レベルＬ１が最大となるため、出力信号の電圧が
最大となる。この結果、ブザー音の音量が最大となり、
ＬＥＤランプ６１の点滅速度も最高速度となる。これを
もって、検出者は目的対象Ｍの存在する方向を知ること
ができる。

【００５２】かくして、本実施形態による方向検出シス
テム１００によれば、スペクトラム拡散通信方式により
拡散された発信波を発信する発信装置１０と、発信装置
１０から発信される発信波の直接波と反射波を受信し、
直接波成分ａと反射波成分ｂとを含む受信信号から、時
間的に最初に位置する直接波成分を検出し、この直接波
成分の出力レベルに基づいて目的対象Ｍの方向を検出す
る方向検出装置５０とを備える構成としたから、発信装
置１０と方向検出装置５０からなる簡単な構成により、
高精度な方向検出を安価に実現することができる。

【００５３】即ち、本実施形態による方向検出システム
１００は、ＬＯＲＡＮのように複数の固定局は不要であ
り、ＧＰＳのように複数の人工衛星も不要である。

【００５４】また、本実施形態による方向検出システム
１００は、スペクトラム拡散通信方式によって発信波を
周波数拡散しているため、使用する周波数帯域幅が広
い。この結果、狭帯域の妨害波が存在していても、この
妨害波の影響を排除でき、発信波を方向検出装置５０に
確実に受信させることができる。

【００５５】ここで、発信装置１０の拡散符号出力回路
１２から出力される拡散符号の符号長および方向検出装
置５０の拡散符号出力回路５５から出力される拡散符号
の符号長を長くすると、発信波がより一層複雑に周波数
拡散されるため、妨害電波に一層強くなり、検出可能距
離が延びる。従って、方向検出の感度および精度をより
一層高めることができる。

【００５６】さらに、スペクトラム拡散通信方式によっ
て発信波を周波数拡散しているため、直接波と反射波を
それぞれ独立した成分に分離するのが容易である。ま
た、発信波以外の妨害電波を容易に排除することができ
る。従って、方向検出の精度を向上させることができ、
目的対象Ｍの方向を正確に検出することができる。特
に、目的対象Ｍと方向検出装置５０との間に建物等の障
害物が多数存在しても、直接波だけを確実に検出でき、
目的対象Ｍを正確に検出することができる。

【００５７】次に、本発明の第２の実施形態による方向
検出システムを図１０および図１１に従って説明する。
なお、本実施形態では、前述した第１の実施形態と同一
の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。

【００５８】即ち、本実施形態による方向検出システム
は、図１０に示す発信装置２０と、図１１に示す方向検
出装置７０とを備えている。

【００５９】本実施形態による発信装置２０の特徴は、
ＩＤコードを拡散器１３によって拡散して拡散信号を生
成した後、その拡散信号を変調器２１によって中間周波
数の変調信号に変調し、変調信号をアップコンバータ２
３によって無線周波数の発信信号に変換する構成とした
点にある。一方、本実施形態による方向検出装置７０の
特徴は、受信アンテナ５１によって受信し、低雑音増幅
器５２によって増幅した受信波を、ダウンコンバータ７
２によって中間周波数の中間信号に変換し、その中間信
号を復調器７３によって復調してから逆拡散器５６に入
力する構成とした点にある。

【００６０】このように構成される本実施形態による方
向検出システムによっても、前述した第１の実施形態に
よるものと同様の効果を得ることができる。

【００６１】次に、本発明の第３の実施形態による方向
検出システムを図１２に従って説明する。なお、本実施
形態では、前述した第１の実施形態と同一の構成要素に
は同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００６２】即ち、本実施形態による方向検出システム
は、図１２に示すように、方向検出装置８０に方位検出
器８１および方位報知器８２を追加したものである。即
ち、本実施形態による方向検出装置８０は、前述した第
１の実施形態による方向検出装置５０の構成に加えて、
信号検出器５７から出力される出力信号に基づいて発信
装置１０の方位を検出する方位検出器８１と、方位検出
器８１によって検出された方位を表示する方位報知器８
２とを備えている。

【００６３】さらに詳しく説明すると、方位検出器８１
は、信号検出器５７から出力される出力信号の最大値を
検出する。このとき、方位検出器８１は、所定時間内に
信号検出器５７から出力される出力信号の電圧変化を測
定し、その所定時間内に測定した結果の中から出力信号
の最大値を求める。また、方位検出器８１は、ジャイロ
または方位磁石を有し、ジャイロまたは方位磁石によっ
て、受信アンテナ５１の受信方向の方位を検出する。そ
して、方位検出器８１は、信号検出器５７から出力され
る出力信号の最大値のときの、受信方向の方位を方位報
知器８２に向けて出力する。さらに、方位報知器８２
は、方位検出器８１から出力された方位を、例えば複数
のＬＥＤを、東西南北等の方位を示すように方向検出装
置８０のボディに配置することにより構成された方位指
示ランプによって表示する。また、方向検出装置８０の
ボディに液晶パネルを設け、液晶パネルに方位を表示す
る構成としてもよい。

【００６４】このように構成した本実施形態による方向
検出システムによれば、目的対象Ｍの存在する方位を容
易に検出し、報知することができる。特に、信号検出器
５７から出力される出力信号の電圧変化を所定時間内に
測定して、出力信号の最大値を求める構成としたから、
発信装置１０から発信された発信波の強度がフェージン
グ等により変化して、その影響を受けて出力信号の電圧
が変化しても、目的対象Ｍの方向を高精度に検出するこ
とができる。即ち、フェージングによる発信波の変化の
周期は長いため、信号検出器５７から出力される出力信
号を所定時間内に調べ、この出力信号が所定時間内に最
大となる方位を検出するようにすれば、フェージングの
影響を抑制することができ、方位の検出精度を向上させ
ることができる。

【００６５】なお、前記各実施形態では、受信信号ＲＳ
の直接波成分ａの出力レベルのみに基づいて方向検出を
行う場合を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、受信
信号ＲＳの直接波成分ａの出力レベルと反射波成分ｂの
出力レベルとの比を利用して方向検出を行う構成として
もよい。即ち、図８に示すように、受信アンテナ５１の
受信方向が発信装置１０の方向と一致すると、直接波成
分ａの出力レベルが増加し、逆に、反射波成分ｂの出力
レベルが低下する。また、図９に示すように、受信アン
テナ５１の受信方向が反射波Ｗ２の入射方向と一致する
と、直接波成分ａの出力レベルが低下し、逆に、反射波
成分ｂの出力レベルが増加する。このように、受信アン
テナ５１の受信方向、発信装置１０の方向および反射波
Ｗ２の入射方向によって、直接波成分ａの出力レベルと
反射波成分ｂの出力レベルとの比が変化する。従って、
直接波成分ａの出力レベルと反射波成分ｂの出力レベル
との比を利用して、方向検出を行うことにより、検出感
度を向上させることができる。実施形態を具体的に説明
すると、信号検出器５７によって、受信信号ＲＳのう
ち、時間的にみて最初に位置する直接波成分ａの出力レ
ベルと時間的にみて第２番目に位置する反射波成分ｂの
出力レベルをそれぞれ検出し、直接波成分ａの出力レベ
ルを反射波成分ｂの出力レベルで除算し、その結果に基
づいて出力信号を生成する。

【００６６】また、前記各実施形態では、方向検出装置
５０を手動で回転されることによって発信装置１０の方
向を検出するものとして述べたが、本発明はこれに限ら
ず、受信アンテナ５１または方向検出装置５０自体を自
動的に回転させる機構を設けてもよい。

【００６７】また、本発明による方向検出システム１０
０は、街中の比較的狭い範囲に限らず、広範囲の方向検
出にも適用することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したとおり、請求項１の発明に
よれば、スペクトラム拡散通信方式により拡散された発
信波を発信する発信装置と、発信装置から発信される発
信波の直接波と反射波を受信し、直接波に対応する第１
の出力成分と反射波に対応する第２の出力成分とを含む
受信信号から、時間的に最初に位置する第１の出力成分
を検出し、この第１の出力成分の出力レベルに基づいて
目的対象の方向を検出する方向検出装置とを備える構成
としたから、例えば、受信方向（方向検出装置の向き）
と目的対象物の方向とが一致したときに、第１の出力成
分の出力レベルが最大となる場合には、これをもって、
目的対象の方向を知ることができる。従って、目的対象
の方向を高精度に検出することができる。また、発信波
を発信する機能を備えた発信装置と、直接波の出力レベ
ルを出力する方向検出装置をそれぞれ１個ずつ用いれ
ば、目的対象の方向を検出することができ、高精度の方
向検出を安価に実現することができる。

【００６９】請求項２の発明によれば、方向検出装置の
信号生成手段によって、直接波と反射波とを連続的に遅
延させながら拡散信号を乗算し、積分することにより逆
拡散処理を施すようにしたから、直接波と反射波をそれ
ぞれ逆拡散することができ、直接波に対応する第１の出
力成分と反射波に対応する第２の出力成分とを有する受
信信号を容易に生成することができ、方向検出装置を安
価に実現することができる。

【００７０】請求項３の発明によれば、方向検出装置
に、受信手段の受信方向を変更する間に、出力手段から
出力される出力レベルが最大となる受信方向を検出する
受信方向検出手段と、受信方向検出手段により検出され
た受信方向を報知する報知手段とを備えたから、方向検
出装置を回転させるなどして、受信手段の受信方向と目
的対象の方向とが一致したときには、その旨を検出者に
報知することができる。

【００７１】請求項４の発明によれば、方向検出装置の
受信方向検出手段により、受信手段の受信方向を変更す
る間に、出力手段から出力される出力レベルが所定時間
内に最大となる受信方向を検出する構成としたから、発
信装置から発信された発信波の強度がフェージング等に
より変化しても、目的対象の方向を高精度に検出するこ
とができる。

【００７２】請求項５の発明によれば、方向検出装置
を、出力手段から出力される第1の出力成分の出力レベ
ルと、第２の出力成分の出力レベルに基づいて、目的対
象の方向を判定する構成としたから、直接波と反射波に
基づいて、目的対象の方向を検出することができる。従
って、方向検出の精度を向上させることができる。

【００７３】請求項６の発明によれば、発信装置の発信
手段に無指向性の空中線を設け、方向検出装置の受信手
段に単一指向性の空中線を設けたから、発信装置におい
ては、発信波を全方向に向けて発信することができ、方
向検出装置においては、受信手段の受信方向と電波の入
射方向とが一致したときにのみ、受信手段の受信感度を
最大にすることができる。これにより、方向検出装置か
らみて目的対象がどの方向に存在していても、方向検出
装置は、発信装置から発信された発信波に基づいて目的
対象の方向を高精度かつ容易に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による方向検出システ
ムによって方向検出を行っている状態を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施形態による発信装置を示す
ブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施形態による方向検出装置を
示すブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施形態による発信装置に設け
られた発信アンテナの一形態を示す平面図である。

【図５】本発明の第１の実施形態による発信装置に設け
られた発信アンテナの他の形態を示す平面図である。

【図６】本発明の第１の実施形態による方向検出装置に
設けられた受信アンテナの一形態を示す斜視図である。

【図７】本発明の第１の実施形態による方向検出装置に
設けられた受信アンテナの他の形態を示す斜視図であ
る。

【図８】本発明の第１の実施形態において、受信方向が
直接波の入射方向と一致しているときに方向検出装置の
逆拡散器から出力される受信信号を示す波形図である。

【図９】本発明の第１の実施形態において、受信方向が
反射波の入射方向と一致しているときに方向検出装置の
逆拡散器から出力される受信信号を示す波形図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態による発信装置を示
すブロック図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態による方向検出装置
を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態による方向検出装置
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０，２０発信装置１１ＩＤコード出力回路１２拡散符号出力回路１３拡散器（拡散手段）１４，２２ＰＬＬ回路１５，２１変調器１７発信アンテナ（発信手段）５０，７０，８０方向検出装置５１受信アンテナ（受信手段）５２低雑音増幅器５３，７１ＰＬＬ回路５４，７３復調器５５拡散符号出力回路５６逆拡散器（信号生成手段）５７信号検出器（出力成分検出手段）５８報知器（出力手段）８１方位検出器（受信方向検出手段）８２方位報知器（報知手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目的対象に設けられ、発信波を発信する
発信装置と、前記発信装置から発信された発信波に基づ
いて前記発信装置が設けられた目的対象の方向を検出す
る方向検出装置とを備えた方向検出システムであって、前記発信装置は、発信信号を所定の拡散符号を用いたスペクトラム拡散通
信方式により拡散する拡散手段と、前記拡散手段により拡散された発信信号を発信波として
発信する発信手段とを備え、前記方向検出装置は、前記発信装置から当該方向検出装置に到達する発信波の
うち、前記発信装置から当該方向検出装置に直接到達す
る直接波と、前記発信装置から発信されてから物体に反
射して当該方向検出装置に到達する少なくとも1つの反
射波とをそれぞれ受信する受信手段と、前記受信手段により受信された直接波と反射波とを、前
記拡散符号を用いてそれぞれ逆拡散することにより、前
記直接波に対応する第1の出力成分と前記反射波に対応
する第2の出力成分とを少なくとも含む受信信号を生成
する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された受信信号に含まれる
複数の出力成分のうち、時間的に最初に位置する出力成
分を前記第1の出力成分として検出する出力成分検出手
段と、前記出力成分検出手段により検出された第1の出力成分
の出力レベルを出力する出力手段とを備えてなる方向検
出システム。
【請求項２】前記方向検出装置の信号生成手段は、前
記直接波と反射波とを連続的に遅延させながら前記拡散
信号を乗算し、積分することにより逆拡散処理を施すも
のである請求項１に記載の方向検出システム。
【請求項３】前記方向検出装置は、前記受信手段の受信方向を変更する間に、前記出力手段
から出力される出力レベルが最大となる受信方向を検出
する受信方向検出手段と、前記受信方向検出手段により検出された受信方向を報知
する報知手段とを備えてなる請求項１または２に記載の
方向検出システム。
【請求項４】前記方向検出装置の受信方向検出手段
は、前記受信手段の受信方向を変更する間に、前記出力
手段から出力される出力レベルが所定時間内に最大とな
る受信方向を検出するものである請求項３に記載の方向
検出システム。
【請求項５】前記方向検出装置は、前記出力手段から
出力される第1の出力成分の出力レベルと、前記第２の
出力成分の出力レベルに基づいて、前記目的対象の方向
を判定してなる請求項１または２に記載の方向検出シス
テム。
【請求項６】前記発信装置の発信手段には無指向性の
空中線を設け、前記方向検出装置の受信手段には、単一
指向性の空中線を設けてなる請求項１ないし５のいずれ
かに記載の方向検出システム。