JPS6097285A - マイクロ波防壁装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、送信用アンテナをもつマイクロ波送信機と受
信用アンテナをもつマイクロ波受信機とを有するマイク
ロ波防壁装置に関するものである。

〔従来技術の問題点〕 マイクロ波防壁装置は、侵入者に対し地域才なわち防護
地帯への侵入を防止するために使用され、マイクロ波送
信機及びマイクロ波受信機が監視区域の両端に配置され
ている。マイクロ波アンテナ・ビームが侵入者より完全
に又は部分的に遮られると、受信機に設けられた回路が
警報信号を発する。

このようなマイクロ波防壁装置によりカバーされる範囲
は、一方において地面にまで達しなければならず（侵入
者がビームの１をくぐり抜けられないように）、他方に
おいて充分な高さに達しなければならない（侵入者がビ
ームの上を飛び越せないように）。

従来のマイクロ波防壁装置（英国特許第１４７５１１１
号）は、ただ１つのアンテナ・ビームを使用するか又は
ただ１つのビーム伝１１１１角を決定する複数のアンテ
ナ素子を使用している。これは、以下詳細に説明するよ
うに、地面の近く　（ビームの下のくぐり抜は防止）及
び高所（ビームの上の飛び越え防止）の良好な監視に対
する要求を充分に満足させるごとができない。

マイクロ波防壁装置は、一般に１０〜２００ｍの範囲（
防護区域の長さ）をもたねばならない。警報は、侵入者
がマイクロ波防壁ビームの下をくぐるか又は防護ビーム
を通過すなわちそれを飛び越えようとするときに発せら
れるべきである。これらの要求を満たすため、監視区域
は、一方において地面にまで伸び、他方において２ｍ以
上の高さに達しなければならない。

両方の要求を満たすには、送信機と受信機の動作領域内
で比較的大きな垂直距離にわたって伸びるアンテナ・ビ
ームを使用するのがよい。ビーム幅、マイクロ波アンテ
ナの幾何学的寸法及び輻射波長の間には、次のような関
係がある。

ビーム幅（度）＝λ／ａ ただし、λ＝波長 ａ＝アンテナの開口。

したがって、大きいビーム幅を得るには、アンテナ開口
が小さいことが必要である。ビーム幅は、アンテナから
の輻射波の伝搬角に対応する。それは、数学的にはマイ
クロ波信号の大部分が集束される角度範囲に一致する。

開口２０ｃｍのアンテナが地−ヒ１ｍの高さに配置され
た場合（第１図参照）、３ｃｍの波長でビーム幅は８．
６°となる。したがって、アンテナ・ビームは上方と下
方に４．３°だけ広がる。送信機又は受信機から１２ｍ
の距離で、このアンテナ・ビームは地面及び２ｍの高さ
の線と交叉する。

アンテナ開口が減ると、アンテナ・ビームの広がりは大
きくなる。すなわち、アンテナ・ビームが地面又は２ｍ
の高さに達する点が送信機又は受信機にもっと近くなる
。これは監視に有利であるが、地面反射という重大問題
に直面する。

侵入者がいないときは、受信機に受信される信号は２つ
の主成分より成る。ずなわら、直接信号と地面の反射信
号である（第２図参照）。

受信電界強度Ｅｒは、次の式で与えられる。

Ｅｒ＝Ｅｚ（１＋αｃＪ勺 ただし、Ｅｌ−直接信号による電界強度α−地面反射信
号の割合 λ−波長 ｈ＝装置の取付は高度 Ｒ−送信機及び受信機からの距離。

このように、受信信号の２成分は位相差φを有する。受
信信号の大きさは、地面反射成分（α）の大きさと位相
差（φ）とによって決まる。

アンテナ・ビームが地面となす角θ′　（第２図参照）
が非常に小さい場合、地面反射成分の大きさは直接成分
に等しい。地面反射波が反射の際に受ける　１８０′の
位相シフトは、水平偏波及び垂直偏波、したがって円偏
波にも生ずる。ゆえに、マイクロ波防壁装置において、
地面反射成分が成る距離と成る取付は高度で直接成分を
消してしまうことになり、大問題となっている。

実際のマイクロ波アンテナは、輻射電波を１つのビーム
に県東する。地面反射信号の大きさは、アンテナのビー
ム幅に影響される。ビーム幅が大きくなると、地面反射
信号も大きくなる。

第３図は、開口が２０ＣＩ１１取付は高度が地上１００
ｃｍの垂直アンテナに対する地面反射効果を示すもので
ある。この図は、受信信号レベルと送・受信機間距離と
の関係を示している。縦軸には、受信信号レベルの対数
目盛が付けである。送・受信機間の距離は、横軸に同じ
く対数目盛で付けである。

この図から、成る距離、特に６８ｍでは、受信信号が著
しく減衰していることが分かる。この理由は、これらの
点で地面反射成分が直接成分と逆位相になるごとにある
。アンテナのビーム幅により、非常に短い距離ではこれ
らの効果（現象）が起こらないようにすることができる
。第１図の例では、両端から１２ｍの距離（全体で２４
ｍ）まではビームが地面にぶつからない。

第３図の破線の曲線は、アンテナの取付り１０夏度を１
０ｃｍだけ下げた場合の影響を示す。その曲線の全体の
形状は類似しているが、最小位置が変わっている。した
がって、実際の場合、植物の成長や積雪による実効取付
は高度の変化が問題となる。

このようにして実効取付は高度が下がると、受信信号の
最小位置が低くなりずぎて機能の信頼性が損なわれる。

その結果、ｈ警４１その他動作上の問題を生じる。

この問題に対する１つの解決策は、地面反射波を減らず
ためのアンテナのビーム幅を減らすことである。しかし
、アンテナ・ビーム幅を狭くすると、侵入者のマイクロ
波防壁のくぐり抜けや飛び越えを充分に監視することが
できない。仮に、開口２ｍの非常に大きいアンテナを用
いたとすると、地面及び２ｍの１１ｔさで充分な防護は
可能であろう。

しかし、アンテナの開口が大きいと、非常に狭い（約０
．８６°）アンテナ・ビームの整列（ａｌｉｇｒ＋ｍｅ
ｎｔ　）や、強風下での安定性を確保するのに必要な機
械的取付けが難しくなる。

上述の問題に対する他の解決策は、地面反射成分が１０
〜２００ｍの設置範囲内で直接成分を決して完全には消
さないようにすることである。このためには、アンテナ
の取イリリ′ｆ３１度を下げなければならない。第４図
における実線は、取付は高度が３０ｃｍのアンテナの場
合の特性を示す。これを第３図と比べると、相対受信信
号振幅が送・受信機間距離の増加と共に連続的に減少し
、第３図のような打消し効果が所要距離範囲内で起こっ
ていないことが認められる。アンテナの取付は高度を減
らすと、第３図の状態と比べて地面反射信号は増加する
が、直接信号に対する完全な位相逆転は回避できる。実
際には、第１の打消し効果が６ｍの送・受信機間距離で
起こるが、この距離は実用上必要でない距離である。

第４図の破線の曲線は、取付曲度が２０ｃｍの場合の特
性を示す。この場合も、相対受信信号振幅は距離の増加
と共に次第に減少し、図示の距離範囲で直接信号の打ち
消しは起こっていない。

しかし、これらの構成の主な欠点は、取付は高度を減少
するため、高い所の保護を不充分とし、（丑大者がマイ
クロ波防壁装置を飛び越える危険があることである。

〔発明の目的〕

したがって、本発明の目的は、上述の欠点を回避して地
上及び高所両方の充分な貼設を確実にし、また、直接成
分が地面反射成分によって大きく消される欠点の回避を
比較的小さい寸法のアンテナ、特に小さいアンテナ開口
で行いうるマイクロ波防壁装置を得ることにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明においては、少なくと
も２つのアンテナ・ビームを設け、一方は地面まで伸び
て防護地帯を形成し、他方はこのビーム幅の半分より大
きい角度だけ水平線に対し上方に傾斜するようにした。

本発明では、送信機及び受信機に、地面反射による打消
し効果が起こらない程度に充分に地面に近接して配置し
た１つ以上のアンテナを設ける。

こうずれば、あらゆる地上条件の下で確実に充分な装置
信号レベルが得られる。更に、本発明においては、ビー
ムの大部分が地上にぶつからないような角度で上方に輻
射される少なくとももう１つのアンテナ・ビームを設け
る。これらの条件の下では、この上方に指向するビーム
について地面反射信号はη−しない。したがって、送・
受信機間距離による信号レベルの変化は滑らかであり、
いかなる打消し効果も発生しない。

しかし、この又はこれらの上方ビーム内に起こるどんな
動きも、受信機におい′て信号レベルの変化として現わ
れる。これは、装置の高さに対する著しい改良となる。

第５図は、本発明による２重ビーム方式の基本図である
。図の例でば、開口２゜ｃａｎのただ１つの送信及び受
（ｆ、アンテナが設けられ、ビーム幅８．６°の２つの
アンテナ・ビームが作られている。下方のアンテナ・ビ
ームのビーム軸は、地面と平行である。上方のアンテナ
・ビームのビーム軸（ま、水平線に対し上方に８．６′
だけイ＃Ｉｉ斜している。

取付高度が３０ｃｍで送・受信機間距離が１００ｍの場
合、下方のアンテナ・ビームは、監視区域の両端より４
ｍの距離で地面とぶつかり、上記両端より２１ｍの距離
で２ｍの高さに達する。上方のアンテナ・ビームは地面
とぶつからないので、受信信号レベルには地面反射によ
る変化は生じない。上方のアンテナ・ビームは、上記両
端より７ｍの距離で２ｍの高さに達する。

必要に応して、防護高度を増すため史にアンテナ・ビー
ムを設けることができる。受信機には、１つ以上のアン
テナ・ビームが完全に又は部分的に遮られると警報を発
する回路を設ける。

以下、図示の実施例により本発明を具体的に説明する。

〔実施例〕

第６図は、本発明によるマイクロ波防壁装置の完全実施
例を示すブロック図である。本装置には、離れたマイク
ロ波送信機とマイクロ波受信機があり、どちらも金属基
板に配置されている。

マイクロ波送信機には、’Ｇａ−Ａｓ電界効果トランジ
スタを用いるマイクロ波発振器がある。発振器（１１は
、励振５（２）より電流を受けると、所望のマイクロ波
周波数の発振を起こす。発注されたマイクロ波信号は、
分割器（３）を介して２つのアンテナ（４）。

（５）に送られる。下方アンテナ（５）は直接受信器に
向けられるが、上方アンテナ（４）は、ビームの大部分
が地面と接触しないような角度で上方に輻射される。こ
のように、マイクロ波送信機は、互いに独立したビーム
方向をもつ比較的小さな２つのアンテナを有する。

受信機は、監視区域の他端に配置される。輻射された入
来マイクロ波は、２つのアンテナ（６）及び（７）によ
って受信される。これらのうち、下方アンテナ（７）は
、地面反射ビームが送信機から直接入来するビームを消
ざないように地向近くに配置される。上方アンテナ（６
）は、その最大感度の軸が一１―方に佃斜するように配
置され、地面反射信号に対しては極めて低い感度しかも
たない。これらの２つの別個の送信及び受信ビームを用
いると、完全な地面反射効果の回避と同時に１日ｉ所の
良好な監視が達成できる。アンテナ（６）及び（７）に
より受信された信号は、マイクロ波混合器（８）で混合
される。混合器（８）は、２つのアンテナから供給され
る人力信号のベクトル和に相当する出力信号をイバ給す
る。

合成された全信号は、例えばショットキー障壁検波ダイ
オードより成るマイクロ波検波器（９）において整流さ
れる。この回路は、全信号の大きさに比例する小さな出
方電圧を供給する。

その整流された信号は、増幅器により増幅される。その
増幅率は可変であり、自動増幅制御付き回１洛００）は
自動的に調整される。この回１ｉｓ　００１は、緩やか
に増幅を加減して、植物の成長や降雪による環境の変化
のような設備の有効範囲の変化及び長期の現象に対する
補正をする。侵入者によって起こる如き短期の変化に対
しては、回路θωは増幅率の変化を行わない。かような
受信信号レベル変化は、モニタホールド回路（１１）に
送られる。

送信機は、消費電力を節約するためマイクロ波インパル
スを送信するよう構成される。したがって、受信機によ
り受信される信号もインパルスの形である。送信機を動
作させる制御信号は、受信機におけるトリガ発生器（１
４）により接続線を介して送信機へ送信される。このト
リガ信号はまた、受信機におけるモニタホールド回路（
１１）を動作させる。この回路は、回１／ＩＧ　ＱＯ）
のインパルス出力を出力インパルスの大きさに比例する
連続信号に変換する。侵入者がマイクロ波防壁装置の有
効範囲に入ると、モニタホールド回路の出力信号に低周
波変化が起こる。スレッショールド検出器（１２）は、
この低周波信号を処理し侵入者の大きさと速度を決定す
る。その振幅変化が予め定めたスレッショールドを越す
と、警報出力手段（１３）が動作する。本装置の動作は
、侵入がどこで試みられたかによって異なる。

地面を這う侵入者は、下方アンテナ（７）により受信さ
れる信号に変化を起こす。送信機の近くのマイクロ波防
壁装置を飛び越そうとする侵入者は、上方アンテナ（４
）で送信されるビームを遮る。その結果、この信号の一
部が受信機に向かって反射され、侵入者の相対位置によ
り、上方又は上方アンテナ（６）又は（７）のいずれか
によって検出される。受信機近くでマイクロ波防壁装置
を飛び越そうとする侵入者は、送信信号の一部を上方受
信アンテナ（６）に向かって反射しその信号に変化を起
ごず。

いずれの場合も、侵入者の試みは一方又は両方の受信ア
ンテナの受信信号に変化を起こす。この信号におりる変
化は、付属する回路によって処理される。

第７及び第８図は、送信及び受信機を示す。アンテナ（
４１，（５１，＋６１及び（７）は、平面状に作られて
いる。アンテナ（４）及び（６）は同じビーム指向角を
有するが、これはアンテナ（５）及び（７）（これらは
互いに同一である）とは異なるビーム指向角である。発
振器（１）１分割器（３）及び励振器（２）は、機械的
取付は部と共にマイクロ波回路の作用に必要な導電板（
アース）を形成する基板（１５ａ）上に配置される。

受信器においては、全部品は同じ様に導電基板（１５ｂ
）上に配置される。アンテナ＋６）及び（７）は、送信
機の場合と同様に取付けられる。混合器（８）及び検出
器（９）の機能は、マイクロ波受信モジュール（３０）
に組込まれている。この受信モジュール（３０）の出力
は、自動増幅制御付き回路□０１．モニタボールド回ｇ
Ｉ（１１）　、スレッショールド検出器（１２）　、＠
Ｊ１報出刃手段（１３）及びトリガ発生器（１４）の機
能を果たす受信回路（３１）の大力に接続される。

ＩＰ面状アンテナの作用については後述するが、本発明
においては、基本的には指向性アンテナ・ビームを発生
ずるアンテナであればどんなアンテナでもよい。

第９図は、平面状アンテナの詳細を示す斜視図である。

平面アンテナには、絶縁誘電基質（１６）ににエツチン
グされた金属ストリップ（１９）のパターンが形成され
ている。これらのストリップ（■９）は、導電金属基板
（１７）から一定の距離に配置される。金属ストリップ
（１９）のパターンは、供給線に接続された複数のダイ
ポール（１Ｂ）　（半波長）を有する。マイクロ波信号
は、入力接続線（２０）に供給され、供給線を形成する
８つのストリップ（１９）に分配される。これらの供給
線に分配されたマイクロ波信号は、ストリップに沿って
端部（２１）に到り、ダイポール（１８）を励振する。

各ダイポールは、平面アンテナ」−の空間にマイクロ波
信号を輻射する。各ダイポールの間隔を選択するごとに
より、各ダイポールからの各ビーＪ、の大きさと位相を
合成して、特定の指向角を有する一定のビームを作るこ
とができる。第１θ図は、供給１ｊ！（１９）及びそれ
に付属するダイポール（１８）を示す。

第９図の水平方向において、マイクロ波信号はあらゆる
瞬間において同一の大きさ及び位相を有する。これは、
最大ビーム方向が基質の水平軸と９０”の角をなすのを
確実にする。

垂直面におて、ダイポール（１８）の距離は所望のビー
ム指向方向を得るように選定される。これは、次式によ
り決定しうる。

α−５ｉｎ−’　（に一λ／Ｄ） ただし、α−基質面に垂直な方向に対するビーム指向方
向、 εｒ−基質材料の実効相対誘電電数、 λ・−マイクロ波信号の波長 り一供給線の同じ側における隣接ダイポール間の距ＭＩ
　（第１０図参照）。

第１１図は、基質面に対する最大ビーム指向方向を示す
。

各アンテナのビーム幅θ、輻射開口の幾何学的寸法及び
既に与えられた式によるビーム指向方向の間には、次の
関係がある。

θ＝λ／ａ ただし・λ−マイクロ波信号の波長、 ａ−ビーム伝搬方向における実効開口。

α角のビームをもつ平面アンテナでは、開口の実効寸法
はａ’ｃｏｓαに等しい。

アンテナにより輻射されるエネルギの大部分は、α±θ
／２の角度範囲内にある。上方ビームが大きな地面反射
を受けないのを確実にするには、角αは、上方に傾斜す
ると共に上方アンテナのビーム幅の半分（θ／２）より
大きくなげればならない。ずなわぢ、次の式が適用され
る。

α〉−θ／２ Ｆ方アンテナ（５）及び（７）は、受信機に最大の信号
を供給する寸法とする。これらの２アンテナ・ビームの
ビーム角は、この目的のため０とすべきである。第１２
図は、これらの点を考慮した配置を示す。

使用する上方アンテナは３４．５ＣＩ１１の垂直輻射開
口を有し、下方アンテナは３２．５ｃｍのそれを有する
。

したがって、上方アンテナ・ビームのビーム幅は５．０
°、上方アンテナ・ビームのビーム幅は５．３゜となる
。上方アンテナは、５．Ｏｏ　の角度で上方に伝搬する
ビームを発生ずる。アンテナは、正確な相対位置を保持
すると共に導電金属台を形成し電子部品の取付は板を構
成する堅固な基板の上に配置する。上述の実施例におけ
るアンテナの地上取付は高度は、第１３図に示される。

この配置においては、下方アンテナ・ビームは４ｍの距
離で地面にぶつかる。上方アンテナ・ビームは、６ｍの
距離で２ｍの高度に達する。かような配置は、一方で地
」−の監視をよくし、他方でマイクロ波防壁の飛び越し
を防止する。

上述の実施例では２つのアンテナ・ビームを住するのに
使用するアンテナを互いに垂直方向に配置したが、第１
４８よび第１５図に示すようにアンテナを互いに隣接し
て水平方向に並べてもよい。

第１４図にボず送信機は、送信機の他の部分が配置され
る基板（４０）を有する。発振器（４３）　、分Ｍａ　
（４４）及び励振器（４５）は、互いに水平に並べたア
ンテナ（４１）及び（４２）の間に配置される。

アンテナは、平面アンテナとして構成される。アンテナ
（４１）は、ビーム軸が０°の傾斜をもつ下方アンテナ
・ビームを発生ずる。アンテナ（４２）は、地面に全く
接触しない上方に指向するアンテナ・ビームを発生ずる
。

第１５図に示す受信機は、送信機の場合と似た２つの平
面アンテナ（４６）　、（４７）　、受信モジュール（
４８）及び受信回路（５０）を有する。これらの部品は
、金属基板（４９）の上に設ＧＪられる。アンテナ（４
６）は最大感度が水平線に対し０の角にある上方アンテ
ナ・ビームを発生し、アンテナ（４７）は実際上地面反
射を受けない上方に指向するアンテナ・ビームを発生ず
る。

この実施例の作用は、互いに垂直方向に配置されたアン
テナの場合と同じである。また、この場合も、２つの受
信アンテナの出力信号がベクトル的に合成され受信モジ
ュールで整流される。下方又は上方アンテナ・ビームが
遮られると、警報信号が発せられる。

この実施例のアンテナの構成は、前の構成とはやや異な
る。第１６図は、］・方アンテナ・ビームを作るアンテ
ナの配置を示す。分割器の出力（５１）から来る信号は
、８本の送信線（５２）に分配される。複数の半波レダ
イポール（５４）は、送信線（５２）に沿って通過する
マイクロ波によって励振される。その配置は、いかなる
時点においても、！（−いに対応する各点（例えば線（
５５）に沿う点）において送信線（５２）上の信号の位
相と大きさが等しくなるようにする。ダイポール（５４
）は、合成ビームが水平線に対し角度Ｏのビーム軸をも
ち且つ主として垂直方向に偏波されたアンテナ・ビーム
となるように、配置される。そのアンテナ配置は、上述
した実施例と同様に絶縁材料より成る基質（５３）の上
に形成される。

そのビーム特性は、第１７図に示される。アンテナ（５
３）は、地面（５６）の近くに配置される。ビーム軸は
、０°の仰角を有する。受信側における下方アンテナ・
ビーム用アンテナの構成及び作用も、本質的に同しであ
る。

第１８図は、上方アンテナ・ビーム用アンテナの構成を
示す。これは第１６図に示した］；方アンテナ・ビーム
用アンテナと大体同じであるが、送信線（５７）が各送
信線（５７）に接続されたダイポール（５８）に対し異
なる位相を生じるように配置される。各送信線のダイポ
ールに対する位相は、入力部（５９）と関係送信線（５
７）の最初のダイポールとの間の１／８＆を選んで選定
される。第１９図はそのビーム特性を示す。

ビーム軸（ずなわら、最大ビーム強度方向）の１頃斜角
αは、次式によって決定される。

α＝　５ｉｎ−”　（ｊ！　ｉ　／　ｄ　）ここに、ｌ
及びｄは第１８図に示す寸法であり、εｒは基質の実効
相対誘電率である。

水平面において、アンテナ（４１）　、（４２）　。

（４６）及び（４７）は、基板（４９）の面に直角の方
間に最大をもつ。これは、同一送信線（５７）−ヒの個
々のダイポールの距離を正確に同相になるように選択す
ることにより、達成される。このため、距離りは次式に
より決定される（第１θ図参照）。

Ｄ−λ／Ｆ ただし、λ−波１よ εｒ・−基質の実効相対誘電率。

第２０及び第２１図は、上方及び下方アンテナ・ビーム
を発生（又は受信）するアンテナがただ１つの複合アン
テナより成る本発明の他の実施例を示すものである。

第２０図に示す送イハ機は、２つの別のアンテナ・ビー
ムを発生ずる１つの平面アンテナ（６０）を有する。そ
れは、励振器（６２）により供給される発振器（６１）
によって励振される。装置全体は、導電基板（６３）の
十、に配置される。

同様に、第２１図に示す受信機は、アンテナ（６０）と
同一構成の平面アンテナ（６４）を有する。アンテナか
らの出力信号は、マイクロ波受信モジュール（６５）に
供給されそこで復調される。その結果得られる低周波信
号の増幅及びその後の処理は、印刷受信回路（６６）で
行われる。この回路〈６６）は、侵入者があると警報信
号を供給する。

２つのアンテナ（６０）及び（６４）の構成は、第２２
図に示される。アンテナは、絶縁材料より成る基質（６
８）の上に配置され、エツチング技法により導電ストリ
ップのパターンが形成される。８つのストリップ状アン
テナ素子（７０）　、（７１）は、複数のダイポール（
６９）を所望のビーム特性が得られるように励振する。

アンテナ素子（７０）は、これらのアンテナ素子のダイ
ポールからの輻射部分が合成されて、その最大がＸ質（
６８）の面と直角の方向にあるアンテナ・ビームを作り
出すような寸法とする。

他方、アンテナ素子（７１）は、各ダイポールからの輻
射波が上方に伝ｌｉｔ！するアンテナ・ビームを形成し
、そのアンテナ・ビームの大部分が地面に接触しないよ
うな寸法とする。

分割回路（７２）は、送信機に入来する信号をアンテナ
素子（７０）及び（７１）を励振する８つの等しい部分
に分割する。受信機では、（７２）は、アンテナ素子（
７０）　、（７１）より供給される信号のベクトル和を
作る結合回路となる。すなわち、回路（７２）は、受信
機においては２つのアンテナ・ビーム信号を加算する。

第２３図は、合成アンテナ特性を示す。アンテナ装置（
７３）は、地面（７４）に近く配置される。下方アンテ
ナ・ビーム（７５）は、仰角０　（すなわち、地面と平
行なビーム軸）で伝搬される。その結果、地面近くの侵
入者のどんな動きも、この下方アンテナ・ビームの受信
信号における変化となって現われる。

上方アンテナ・ビーム（７６）は、ビーム幅の半分より
大きな大きな仰角で伝搬される。その結果、この上方ア
ンテナ・ビームは地面と接触しない。

それば大きな地面反射を受けないので、受信信号の強さ
は距離に応じてなだらかに連続的に変化する。

第２４及び第２４ａ図は、本発明の更に他の実施例を示
すものである。本例では、下方アンテナ・ビームの一部
をに方に偏向させるため受動反射板を用い、上方アンテ
ナ・ビームを発生している。

送信及び受信機は、それぞれ、平面アンテナ、パラボラ
・アンテナ又はその他のアンテナとして構成され受信ア
ンテナ方向に伝搬されるアンテナ・ビーム（７８）を生
じるマイクロ波アンテナ（７７）を有する。金属材料よ
り成る受動反射板（７９）は、ビーム路の一部に配置さ
れてアンテナ・ビームの一部を一ヒ方に反射し、上方に
指向するアンテナ・ビーム（８０）を発生させる。侵入
者が−１・方アンテナ・ビーム（７８）か上方アンテナ
・ビーム（８ｏ）を通過すると、受信信号に変化をηゴ
して警報を発する。

第２５及び第２６図は、上記の変形として、ビーム路に
マイクロ波プリズムを設けたものを示す。プリズム（８
１）は、誘電絶縁材料より作られる。その寸法は、マイ
クロ波ビームが遮られると、伝搬方向がプリズム内で上
方に偏向されるように選定される。第２５図に示すよう
に、プリズム（８１）は、ビーム軸が対応する受信アン
テナの方向を指す送信アンテナ（８２）の前方に配置さ
れる。プリズム（８１）に入射する輻射波は一ヒ方に偏
向され地面１に当たらない上方アンテナ・ビームを生じ
るが、下方アンテナ・ビーム（８４）は上述のように地
面（８５）にぶつかる。

第２６図は、プリズム（８１）の作用を明瞭に示してい
る。送信アンテナからの輻射波（８６）は、プリズム（
８１）により屈折角αだけ上方に偏向され、上方アンテ
ナ・ビーム（８７）となる。

１つ辺土の上方アンテナ・ビームを作る手段として、下
方アンテナ・ビームにフレネル・レンズを使用すること
が考えられる。フレネル・レンズは、誘導絶縁媒体に複
数の段を有するものである。

入来マイクロ波がこのフレネル・レンズを通過すると、
多くの異なる角度で輻射される。この角度は、そのスロ
ット部分を通過する波とスロットのない主領域を通過す
る波との間の干渉パターンによって決定される。

第２７図に示すように、フレネル・レンズ（８８）は送
信アンテナ（８９）の主ビーム（９１）内に配置される
。レンズ（８日）は、複数の上方に指向するアンテナ・
ビーム（９０）を生じ、本発明によるマイクロ波防壁装
置の付加的な高所防護区域を形成する。

フレネル・レンズ（８８）は、第２８図に詳細に示され
ている。それは、複数のスロット（９２）を有する誘電
絶縁材料のブロックより成る。スロット（９２）の深さ
、誘電材料の相対誘電率及びスロットの間隔は、所定の
周波数に対しそれより光する輻射波の伝搬角を決定する
。レンズ（８８）は、樹状構造を有し、入来輻射波がス
ロット（９２）を通過する前にまず上方に屈折される。

これにより、フレネル・レンズから輻射されるアンテナ
・ビームは、確実に成る角度で」一方に伝搬される。

最後に、第２９図は、ただ１つの入来アンテナ・ビーム
から異なる角度で複数のアンテナ・ビームを作るため回
折スクリーンを使用した例を示す。

その原理は、上述のフレネル・レンズと本質的に同じで
ある。回折スクリーンは、下方アンテナ・ビームを送信
又は受信するアンテナの前方に配置される。入来輻射波
は、複数のアンテナ・ビームに分割され、」３として成
る角度で上方に伝ＩＭし、高所の防護が改善される。

第２り）図に示す回折スクリーンは、誘電絶縁材料のブ
ロンｖ　（９３）を有し、その上に複数のメタライズさ
れたストリップ（９４）が設けられる。これらのストリ
ップの位置及び幅は、出てゆくアンテナ・ビームの方向
を決定する。回折スクリーンは、入来輻射波が金属のス
トリップ（９４）上で分散される前にまずｌニガに屈折
されるように、楔形に作られる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によれば、比較的小さい寸
法のアンテナで直接成分が地面反射成分によって消され
るのを防止し、地上及び高所両方の監視を良好とし充分
な防護を保証するマイクロ波防壁装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は油密のアンテナ配置とアンテナ・ビームを示す
図、第２図は直接信号と反射信号の関係を示す図、第３
図は地面反射効果の例を示す曲線図、第４図はアンチ取
付は高度を低くした場合に地面反射効果が起こらないこ
とを示す曲線図、第５図は本発明による２重ビーム方式
の基本図、第６図は本発明マイクロ波防壁装置の完全実
施例を示すブロック図、第７図は送信機の例を丞ず正面
図、第８図は受信機の例を示す正面図、第９図は平面ア
ンテナの詳細を示す斜視図、第１０図は供給線及びそれ
に付属するダイポールを示す図、第１１図は基質向に対
する最大ビーム指向方向を示す図、第１２図はビーム幅
θとビーム角αとの関係をボず図、第１３図は上記実施
例におけるアンテナ取付は高度の例を示す図、第１４図
は送信機の他の例を示す＋Ｅ、面図、第１５図は受信機
の他の例を丞ず正面図、第１６図は下方アンテナ・ビー
ムを作るアンテナ配置を示す図、第１７図はそのビーム
特性をボず図、第１８図は上方アンテナ・ビーム用アン
テナの構成を示す図、第１９図はそのビーム特性を示す
図、第２０及び第２１図は上方及び下方アンテナ・ビー
ムを発生（又は受（Ｍ）するのにただ１つの複合アンテ
ナを用いる本発明の他の実施例をボず正面図、第２２図
はそのアンテナの構成を示す図、第２３図はその合成ア
ンテナ特性を示す図、第２４図は本発明の更に他の実施
例を示す図、第２４ａ図はその反射板を示す図、第２５
図はプリズムを用いた変形例を示ず図、第２６図はプリ
ズムの作用を示す図、第２７図はフレネル・レンズを用
いる変形例を示す図、第２８図はフレネル・レンズの詳
細を示す斜視図、第２９図は回折スクリーンを用いる変
形例を示す図である。 （１〜５）・・・・マイクロ波送信機、（４，５）・・
・・送信アンテナ装置、（６〜１４）・・・・マイクロ
波受信機、（６，７）・・・・受信アンテナ装置、（１
１，１２，１３）・・・・受信信号の変化に応答する回
路。 代理人　伊藤　貞 送、４　イｉ＠　ｒ８１ｍ組 Ｆｉｇ　、　１２゜ 送１機°１１！作機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送信アンテナ装置をもつマイクロ波送信機と受信ア
   ンテナ装置をもつマイクロ波受信機とを有し、これら送
   信機及び受信機が監視区域の両端に配置され、上記受信
   機が侵入者によって生じる受信信号の変化に応答する回
   路を有するマイクロ波防壁装置において、少なくとも２
   つのアンテナ・ビームが形成され、そのうちの一方は地
   面に向かって伸びて防護区域を形成し、他方はこのビー
   ム幅の半分より大きい角度だけ水平線に対し上方に傾斜
   していることを特徴とするマイクロ波防壁装置。 ２、互いに独立した２つのアンテナ・ビームを形成する
   ため、２つの別個のアンテナが設けられた特許請求の範
   囲１項記載のマイクロ波防壁装置。 ３．２つのアンテナは互いに垂直方向においてずれてい
   る特許請求の範囲２項記載のマイクロ波防壁装置。 ４．２つのアンテナは互いに水平方向においてずれてい
   る特許請求の範囲２項記載のマイクロ波防壁装置。 ５．２つのアンテナ・ビーム形成のため、１つのアンテ
   ナとそのアンテナ・ビームを分割するための装置が設け
   られた特許請求の範囲１項記載のマイクロ波防壁装置。 ６、　アンテナ・ビームを分割するだめの装置が反射体
   より成る特許請求の範囲５項記載のマイクロ波防壁装置
   。 ７、　アンテナ・ビームを分割するための装置がプリズ
   ムより成る特許請求の範囲５項記載のマイクロ波防壁装
   置。 ８、　アンテナ・ビームを分割するための装置がフレネ
   ル・レンズより成る特許請求の範囲５項記載のマイクロ
   波防壁装置Ｗ０ ９、アンテナ・ビームを分割するための装置が回折スク
   リーンより成る特許請求の範囲５項記載のマイクロ波防
   壁装置。 １０、２つのアンテナ・ビーム形成のため、１つの複合
   アンテナが設けられた特許請求の範囲１項記載のマイク
   ロ波防壁装置。 １１．２つのアンテナが分割器（スプリ・ツタ）を介し
   て同じマイクロ波発振器に接続された特許請求の範囲２
   項記載のマイクロ波防壁装置。 １２．２つのアンテナ・ビームから取出された信号をベ
   クトル加算する回路を有する特許請求の範囲１項記載の
   マイクロ波防壁装置。 １３、受信側に設けられた回路が２つのアンテナ・ビー
   ムにより生じる信号の侵入者による変化に応答する特許
   請求の範囲１項記載のマイクロ波防壁装置。