JPS5826282A - マイクロ波測距装置 - Google Patents
マイクロ波測距装置Info
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- JPS5826282A JPS5826282A JP56125117A JP12511781A JPS5826282A JP S5826282 A JPS5826282 A JP S5826282A JP 56125117 A JP56125117 A JP 56125117A JP 12511781 A JP12511781 A JP 12511781A JP S5826282 A JPS5826282 A JP S5826282A
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- JP
- Japan
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- microwave
- circularly polarized
- antenna
- reception
- transmission
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/024—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects
- G01S7/026—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects involving the transmission of elliptically or circularly polarised waves
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- Remote Sensing (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明線例えば取鍋の鍋内のレベル等をマイクロ波にて
計測するものに適用して好適なマイクロ波測距装置に係
り、特に妨害受信波の影響をなくして距離測定の精度を
高めるマイクロ波測距装置に関する。
計測するものに適用して好適なマイクロ波測距装置に係
り、特に妨害受信波の影響をなくして距離測定の精度を
高めるマイクロ波測距装置に関する。
従来のこの種の装置の多くは、直線偏波によシ！イクロ
波を送受信する形態を採っているので、異経路伝播によ
る妨害受信波の影響を受けやすく距離測定の誤差が大さ
いという欠点がある。特に、取鍋等の鍋内のレベル測定
に適用する場合、第１図のように送信アンテナ１ａから
マイクロ波を送信して取鍋２内の液面３で反射させ、そ
の反射波を受信アンテナ１ｂで受信し取鍋２内の液レベ
ルを測定するものであるが、このとき同図（４）のよう
な正常反射を行なうものでおれば妨、害受信波の受信と
いう問題が生じないが、例えば同図（２）のようにマイ
クロ波のアンテナ間回シ込み、同図（Ｃ） 、 ＣＤ）
のように鋼壁反射、更には同図（ト）のようにターｆｆ
、）凹凸反射等がある場合には、これらが妨害受信波と
なって誤差ｔ−銹発する問題がある。
波を送受信する形態を採っているので、異経路伝播によ
る妨害受信波の影響を受けやすく距離測定の誤差が大さ
いという欠点がある。特に、取鍋等の鍋内のレベル測定
に適用する場合、第１図のように送信アンテナ１ａから
マイクロ波を送信して取鍋２内の液面３で反射させ、そ
の反射波を受信アンテナ１ｂで受信し取鍋２内の液レベ
ルを測定するものであるが、このとき同図（４）のよう
な正常反射を行なうものでおれば妨、害受信波の受信と
いう問題が生じないが、例えば同図（２）のようにマイ
クロ波のアンテナ間回シ込み、同図（Ｃ） 、 ＣＤ）
のように鋼壁反射、更には同図（ト）のようにターｆｆ
、）凹凸反射等がある場合には、これらが妨害受信波と
なって誤差ｔ−銹発する問題がある。
また、従来装置の中には円偏波によりマイクロ波を送受
信する装置もあるが、この場合の遣る構成のものである
ので、ビーム径より小さい誤差内で距離測定をする場合
には煩雑な信号処理を必要とする欠点があった。
信する装置もあるが、この場合の遣る構成のものである
ので、ビーム径より小さい誤差内で距離測定をする場合
には煩雑な信号処理を必要とする欠点があった。
本発明は上記実情にかんがみ°てなされたもので、相互
に逆旋性を有する円偏波アンテナを用いてマイクロ波の
送受信を行ない、従来のような異経路伝播による妨害波
を祿去して距離測定精度を大幅に改善するマイクロ波測
距装置を提供することを目的とする。
に逆旋性を有する円偏波アンテナを用いてマイクロ波の
送受信を行ない、従来のような異経路伝播による妨害波
を祿去して距離測定精度を大幅に改善するマイクロ波測
距装置を提供することを目的とする。
以下、本発明の一実施例について第２図を参照して説明
する。同図において１１はマイクロ波を送出するマイク
ロ波送信部であって、ことから送出されたマイクロ波は
送信用円偏波アンテナ１２より送信される。１１は被測
定反射面（以下、ター？、）と相称する）を示し、送信
用円偏波アンテナ１２よシ送信されたマイクロ波はζこ
で反射される。１４はターｒ、 ） ｆ Ｊで反射され
たマイクロ波を受信する前記送信用円偏波アンテナ１２
とは逆旋性を有する受信用円偏波アンテナである。１５
はマイクロ波受信部、１＃はマイクロ波の送受信時間等
からターグツト１１間の距離を求める信号処理回路であ
る。なお、Ｌｏｓｔは距離信号である。
する。同図において１１はマイクロ波を送出するマイク
ロ波送信部であって、ことから送出されたマイクロ波は
送信用円偏波アンテナ１２より送信される。１１は被測
定反射面（以下、ター？、）と相称する）を示し、送信
用円偏波アンテナ１２よシ送信されたマイクロ波はζこ
で反射される。１４はターｒ、 ） ｆ Ｊで反射され
たマイクロ波を受信する前記送信用円偏波アンテナ１２
とは逆旋性を有する受信用円偏波アンテナである。１５
はマイクロ波受信部、１＃はマイクロ波の送受信時間等
からターグツト１１間の距離を求める信号処理回路であ
る。なお、Ｌｏｓｔは距離信号である。
次に、以上のように構成せる装置の動作上述べる。マイ
クロ波逮信部１ノよりマイクロ波を発生させ、これを送
信用円偏波アンテナ１２でターグット１３に向けて送信
する。ここで、送信用円偏波アンテナ１２から送信され
る送信マイクロ波は、 ＥＴ ｗｚ＾（ωｙ ＋ ａｌ、 ＃ ｔ −ｒｔ ）
・・・（１）なるωＰ、ω。に関する周期関数
として表わすことができる。但し、ムは関数、ω。は送
信マイクロ波角周波数、ωｔは変調周期、ｔは時間、ｒ
はマイクロ波伝搬定数、ｔはマイクロ波行路長である。
クロ波逮信部１ノよりマイクロ波を発生させ、これを送
信用円偏波アンテナ１２でターグット１３に向けて送信
する。ここで、送信用円偏波アンテナ１２から送信され
る送信マイクロ波は、 ＥＴ ｗｚ＾（ωｙ ＋ ａｌ、 ＃ ｔ −ｒｔ ）
・・・（１）なるωＰ、ω。に関する周期関数
として表わすことができる。但し、ムは関数、ω。は送
信マイクロ波角周波数、ωｔは変調周期、ｔは時間、ｒ
はマイクロ波伝搬定数、ｔはマイクロ波行路長である。
ところで、以上のような周期関数を持つマイクロ波はタ
ーｒ、） １１により様々な方向に反射されるが、仁の
うちの一部は直接受信用円偏波アンテナ１４に向う、こ
れを図中でＦＩの符号を付して示している。一方、他の
マイクロ波はターｌ’ ｙ ） １３面上において例え
ばΔＬなる距離を有する地点を経由して受信用円偏波ア
ンテナ１４に向う、これを図中でＦ雪の符号を付して示
している。ｔた、送信マイクロ波の他の一部はターｒ、
ト領域外に存在する妨害反射物標（図示せず）で反射さ
れて再びターグット１１に経由して受信用円偏波アンテ
ナ１４に向う、これを例えばｒｓとする。このときｒｌ
は、ｒｌｍ Ａ （ｍａｙ、ｍｓ。、 ｔ−ｒ（ｚ、＋
２Ｌ）） −（２）で表わせる。但し、ｈｏｄ定数、Ｌ
はアンテナ１１．１４とターｆ、ト１１との距離である
。
ーｒ、） １１により様々な方向に反射されるが、仁の
うちの一部は直接受信用円偏波アンテナ１４に向う、こ
れを図中でＦＩの符号を付して示している。一方、他の
マイクロ波はターｌ’ ｙ ） １３面上において例え
ばΔＬなる距離を有する地点を経由して受信用円偏波ア
ンテナ１４に向う、これを図中でＦ雪の符号を付して示
している。ｔた、送信マイクロ波の他の一部はターｒ、
ト領域外に存在する妨害反射物標（図示せず）で反射さ
れて再びターグット１１に経由して受信用円偏波アンテ
ナ１４に向う、これを例えばｒｓとする。このときｒｌ
は、ｒｌｍ Ａ （ｍａｙ、ｍｓ。、 ｔ−ｒ（ｚ、＋
２Ｌ）） −（２）で表わせる。但し、ｈｏｄ定数、Ｌ
はアンテナ１１．１４とターｆ、ト１１との距離である
。
従って、受信用円偏波アンテナ１４に向う様々な経路か
らの反射をｒｌｌとすると、受信マイクロ波Ｅｔａ次式
で表わすことができる。
らの反射をｒｌｌとすると、受信マイクロ波Ｅｔａ次式
で表わすことができる。
ＥＩ ＷＩｆ （”−ｆ Ａ、（、、、ω。、ｔ−ｒ
（ｊｏ＋Ｌｎ）） ＝（３）ＩＮ−１１−１ ところで円偏波は周知の如く一様な平面で一回反射され
る毎にその旋性が反転するという特性を持っている。こ
の丸め、反射波ｒ１が受信用円偏波アンテナ１４に到達
するまでの反射回数を−−で表わすと（３）式のｇ＝は
ｍが偶となるｎの成分の合成Ｅｌ、と奇となるｎの成分
の合成Ｅ１．に分けて次式の如く表わせる。つマシ、 Ｅ、ＷＥ、、＋Ｅ、。となる、とζモ、受信用円偏波ア
ンテナ１４は送信用とは逆旋性であるので、受 ′
信用円偏波アンテナ１４を通過するのはＥｌ におい
てＥｌ。（奇数）成分のみである。従って、第２図の１
１は明らかにｍ雪１となってＥｌ、成分となるの・で、
Ｅ１＆。成分は除去され受信信号として紘誤差成分の軽
減がなされたことに彦る。
（ｊｏ＋Ｌｎ）） ＝（３）ＩＮ−１１−１ ところで円偏波は周知の如く一様な平面で一回反射され
る毎にその旋性が反転するという特性を持っている。こ
の丸め、反射波ｒ１が受信用円偏波アンテナ１４に到達
するまでの反射回数を−−で表わすと（３）式のｇ＝は
ｍが偶となるｎの成分の合成Ｅｌ、と奇となるｎの成分
の合成Ｅ１．に分けて次式の如く表わせる。つマシ、 Ｅ、ＷＥ、、＋Ｅ、。となる、とζモ、受信用円偏波ア
ンテナ１４は送信用とは逆旋性であるので、受 ′
信用円偏波アンテナ１４を通過するのはＥｌ におい
てＥｌ。（奇数）成分のみである。従って、第２図の１
１は明らかにｍ雪１となってＥｌ、成分となるの・で、
Ｅ１＆。成分は除去され受信信号として紘誤差成分の軽
減がなされたことに彦る。
Ｅ軸成分のうちｒｌが他に比し優勢である場合には特に
誤差軽減の効果が著しい、一般に、反射回数が増加すれ
ば、反射強度が低下すると考えてよいからｒｌの次に強
いＥ軸成分はｆｉｊ１ｍ３０反射波であると見て実際上
差支え表い、Ｅｌ。
誤差軽減の効果が著しい、一般に、反射回数が増加すれ
ば、反射強度が低下すると考えてよいからｒｌの次に強
いＥ軸成分はｆｉｊ１ｍ３０反射波であると見て実際上
差支え表い、Ｅｌ。
成分のうち、−一３に該嫡する成分の和ｔ ｇ＝、ｓと
すると％ １７’ｌ ｌ＞ＩＩｃｍ。！ｌｌ の条件
を満足する場合がこれに相当する。
すると％ １７’ｌ ｌ＞ＩＩｃｍ。！ｌｌ の条件
を満足する場合がこれに相当する。
そこで、このように受信用円偏波アンテナ１４で受信し
九マイクロ波受信信号はマイクロ波受信部ＩＪによシ増
幅検波された後、後続の信号処理回路１６ｆｌＣ入力さ
れる。この信号処理回路１σはマイクロ波の送信に対す
るマイクロ費信波の受信遅延時間を検出して距離りを求
め距離信号Ｌ＠＋ｉｔを出力する。
九マイクロ波受信信号はマイクロ波受信部ＩＪによシ増
幅検波された後、後続の信号処理回路１６ｆｌＣ入力さ
れる。この信号処理回路１σはマイクロ波の送信に対す
るマイクロ費信波の受信遅延時間を検出して距離りを求
め距離信号Ｌ＠＋ｉｔを出力する。
次に、第３図は、変調波位相比較方式を用い、地上高２
メートルの平面内において金属平板ターｒ、トまでの測
距試験を実施したときの誤差を示す、同図において実測
距離Ｌ （ｍ） ％縦軸は誤差Ｅ Ｌ （ｍ）を示し、
・印は本発明のように円偏波アンテナを用いた場合の誤
差、Ｘ印は通常の直線偏波アンテナを用いた場合の誤差
を示す。
メートルの平面内において金属平板ターｒ、トまでの測
距試験を実施したときの誤差を示す、同図において実測
距離Ｌ （ｍ） ％縦軸は誤差Ｅ Ｌ （ｍ）を示し、
・印は本発明のように円偏波アンテナを用いた場合の誤
差、Ｘ印は通常の直線偏波アンテナを用いた場合の誤差
を示す。
従って、同図から明らかなように、本発明の測距装置で
求め走距離の誤差は直線偏波アンテナを用いたｔのに比
し格段に軽減されている０本発明の装置で求め九誤差の
標準偏差は約ＩＡとなり九。
求め走距離の誤差は直線偏波アンテナを用いたｔのに比
し格段に軽減されている０本発明の装置で求め九誤差の
標準偏差は約ＩＡとなり九。
なお上記実施例では変調波位相比較方式について述べ九
が、／９ルス方式、ＦＭＣＷ方式、ノ量ルスＹｆラ一方
式の何れにも適用できることは言うまでもない、その他
、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。
が、／９ルス方式、ＦＭＣＷ方式、ノ量ルスＹｆラ一方
式の何れにも適用できることは言うまでもない、その他
、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できる。
以上詳記したように本発明によれば、産性の相異る円偏
波送受信アンテナを用いることにより、奇数回の反射波
のみを受信することができるので、マイクロ波を用いて
、例えば製鉄所取鍋内溶鋼レベルの測定の如く筒状容器
内の液面レベルを測定したり、大地に平行な面内で平板
までの距離を測定したりするように主要妨害波が２回反
射波である場合、複雑な信号処理によらずに妨害波を簡
便に除去して著るしく測定精度を改善しうるマイクロ波
測距装置を提供できる。
波送受信アンテナを用いることにより、奇数回の反射波
のみを受信することができるので、マイクロ波を用いて
、例えば製鉄所取鍋内溶鋼レベルの測定の如く筒状容器
内の液面レベルを測定したり、大地に平行な面内で平板
までの距離を測定したりするように主要妨害波が２回反
射波である場合、複雑な信号処理によらずに妨害波を簡
便に除去して著るしく測定精度を改善しうるマイクロ波
測距装置を提供できる。
第１図（６）〜（６）は正常反射および妨害反射の生ず
る例を示す図、第２図は本発明に係るマイクロ波測距装
置の一実施例を示す構成図、第３図は本発明装置と従来
装置とによる誤差状０を示す図である。 １１−・・マイクロ波送信部、１２・・・送信用円偏波
アンテナ、１３・−ターｒ、ト、１４・・・受信用円偏
波アンテナ、１ｊ−マイクロ波受信部、１６・・・信号
処理回路。
る例を示す図、第２図は本発明に係るマイクロ波測距装
置の一実施例を示す構成図、第３図は本発明装置と従来
装置とによる誤差状０を示す図である。 １１−・・マイクロ波送信部、１２・・・送信用円偏波
アンテナ、１３・−ターｒ、ト、１４・・・受信用円偏
波アンテナ、１ｊ−マイクロ波受信部、１６・・・信号
処理回路。
Claims (1)
- マイクロ波を送受信して距離を測定する装置において、
前記マイクロ波の送信用アンテナおよび受信用アンテナ
は互いに相異なる逆旋性を有する円偏波アンテナを用い
てマイクロ波を送受信するようにしたことを特徴とする
マイクロ波測距装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125117A JPS5826282A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | マイクロ波測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125117A JPS5826282A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | マイクロ波測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5826282A true JPS5826282A (ja) | 1983-02-16 |
Family
ID=14902262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56125117A Pending JPS5826282A (ja) | 1981-08-10 | 1981-08-10 | マイクロ波測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5826282A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004282A1 (de) * | 1997-07-19 | 1999-01-28 | Robert Bosch Gmbh | Einrichtung zum senden und empfangen von radarwellen, insbesondere für einen abstandssensor |
| EP1814196A1 (en) * | 2004-11-15 | 2007-08-01 | Anritsu Corporation | Circularly polarized antenna and radar device using it |
| US9864211B2 (en) | 2012-02-17 | 2018-01-09 | Oakley, Inc. | Systems and methods for removably coupling an electronic device to eyewear |
| US10120646B2 (en) | 2005-02-11 | 2018-11-06 | Oakley, Inc. | Eyewear with detachable adjustable electronics module |
| US10288908B2 (en) | 2013-06-12 | 2019-05-14 | Oakley, Inc. | Modular heads-up display system |
| US10288886B2 (en) | 2006-12-14 | 2019-05-14 | Oakley, Inc. | Wearable high resolution audio visual interface |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589765A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Microwave distance meter |
-
1981
- 1981-08-10 JP JP56125117A patent/JPS5826282A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5589765A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Microwave distance meter |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999004282A1 (de) * | 1997-07-19 | 1999-01-28 | Robert Bosch Gmbh | Einrichtung zum senden und empfangen von radarwellen, insbesondere für einen abstandssensor |
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| EP1814196A4 (en) * | 2004-11-15 | 2007-11-07 | Anritsu Corp | CIRCULAR POLARIZING ANTENNA AND RADAR DEVICE USING THE SAME |
| US7639183B2 (en) | 2004-11-15 | 2009-12-29 | Anritsu Corporation | Circularly polarized antenna and radar device using the same |
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