JPS61145472A - マイクロ波距離測定装置 - Google Patents
マイクロ波距離測定装置Info
- Publication number
- JPS61145472A JPS61145472A JP26732284A JP26732284A JPS61145472A JP S61145472 A JPS61145472 A JP S61145472A JP 26732284 A JP26732284 A JP 26732284A JP 26732284 A JP26732284 A JP 26732284A JP S61145472 A JPS61145472 A JP S61145472A
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- Japan
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- distance
- signal
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- Pending
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕 ゛
本発明はマイクロ波距離測定装置に関する。
従来のマイクロ波距離測定装置が特願昭５３−３４４２
１に開示されており、簡単にその原理を説明する。
１に開示されており、簡単にその原理を説明する。
まず、マイクロ波を連続的に周波数変調して送信し、被
測定面での反射波を受信して、この反射波と送信波とを
ミキシングすることによって得られるビート信号ＳＲの
周期１から粗測定距＃Ｒτを算出する。この粗測定距離
Ｒ丁の値は精度が低いので、これを出力値とはしない、
ところで、１時点におけるビート信号ＳＫＩの電圧値は
被測定面までの距ｇｌＲに対して正弦の関係になるので
、この正弦波の波数（サイクル数）ｎを粗測定距離８丁
から求め、さらに波数ｎに正弦波の波長（送信マイクロ
波の半波長となる）をかけてｎ番目の波までの基本比＃
：Ｒ１を求める。
測定面での反射波を受信して、この反射波と送信波とを
ミキシングすることによって得られるビート信号ＳＲの
周期１から粗測定距＃Ｒτを算出する。この粗測定距離
Ｒ丁の値は精度が低いので、これを出力値とはしない、
ところで、１時点におけるビート信号ＳＫＩの電圧値は
被測定面までの距ｇｌＲに対して正弦の関係になるので
、この正弦波の波数（サイクル数）ｎを粗測定距離８丁
から求め、さらに波数ｎに正弦波の波長（送信マイクロ
波の半波長となる）をかけてｎ番目の波までの基本比＃
：Ｒ１を求める。
一方、１時点におけるビート信号ＳＪＩの位相から正弦
波１波長内での変位Ｒ２が求められる。
波１波長内での変位Ｒ２が求められる。
そして、基本比１ｔＲｔと変位Ｒ２の和Ｒ１＋Ｒ２がと
られて、これが測定値として出力される。
られて、これが測定値として出力される。
すなわち、この従来例は周期測定方式と干渉方式による
各距離測定を結合したものである。
各距離測定を結合したものである。
上記従来の装置では、送信マイクロ波の波長をλとする
と１時点におけるビート信号ＳＢの電圧値が示す正弦波
の波長が入／２であるので、正しい基本比ＭＲ１を得る
ためには、ビート信号Ｓｓの周期−から算出される粗測
定距離Ｒτの精度が±λ／４以内であることが必要であ
った。
と１時点におけるビート信号ＳＢの電圧値が示す正弦波
の波長が入／２であるので、正しい基本比ＭＲ１を得る
ためには、ビート信号Ｓｓの周期−から算出される粗測
定距離Ｒτの精度が±λ／４以内であることが必要であ
った。
しかし、実際にはマイクロ波装置内で発生するノイズな
どによって上記精度（±λ／４）をクリアすることは困
難である。第５図は１ＯＧＨｚ （入＝３０ｍｍ）前後
のマイクロ波を使用した測定例であり、精度が±１０層
鳳前後となって入／４＝ ７．５＋ｕｓを越えてしま
う、また、被測定物以外からのノイズがあれば、さらに
測定精度が劣化する。
どによって上記精度（±λ／４）をクリアすることは困
難である。第５図は１ＯＧＨｚ （入＝３０ｍｍ）前後
のマイクロ波を使用した測定例であり、精度が±１０層
鳳前後となって入／４＝ ７．５＋ｕｓを越えてしま
う、また、被測定物以外からのノイズがあれば、さらに
測定精度が劣化する。
このように従来の装置では高精度の測定が困難であると
いう問題点を有していた。
いう問題点を有していた。
本発明の目的は、ノイズ等の影響を受けにくい高精度の
マイクロ波距離測定装置を提供することにある。
マイクロ波距離測定装置を提供することにある。
まず、本発明の原理を第２図の信号波形図を参照して説
明する。
明する。
例として周波数の変調区間を９．２ＧＨｚから１２．４
ＧＨｚとし、 ９．６ＧＨｚ （波長入１ ＝３１．２
５ｓ＋ｍ ）および １２．０ＧＨｚ （波長λ２＝２
５１層）における各ビート信号ＳＢの位相θ東、θ２を
示す位相信号ｓ、 Ｉ ｓ２を求めるとそれぞれ第２図
（１）のようになる、そこで、位相信号Ｓ２の傾きを位
相信号Ｓ１の傾きにそろえ〔第２図（２） ） 、これ
ら２つの位相信号ｓ、 ｅ ｓ２の差をとった位相差信
号を求め〔第２図（３）〕、さらに位相差のマイナス部
分をカットし、プラス部分を保持させることにより第２
図（４）に示されるように位相信号Ｓ五のサイクル数に
比例した拡張変位信号を得ることができる。この場合、
拡張変位信号の波長りは位相信号Ｓｌ、 Ｓ２の各波長
３１．２５／２．２５／２層層の最小公倍数である８２
．５厘層となるので、この拡張変位信号を用いれば、ビ
ート信号Ｓｓの周期１から算出される粗測定距離Ｒτの
精度は±３１．２５＋ａｍ以内であればよく、従来の精
度±３１．２５／４ ＝±７．８＋ａｍに比べて大幅に
その条件が緩和される。
ＧＨｚとし、 ９．６ＧＨｚ （波長入１ ＝３１．２
５ｓ＋ｍ ）および １２．０ＧＨｚ （波長λ２＝２
５１層）における各ビート信号ＳＢの位相θ東、θ２を
示す位相信号ｓ、 Ｉ ｓ２を求めるとそれぞれ第２図
（１）のようになる、そこで、位相信号Ｓ２の傾きを位
相信号Ｓ１の傾きにそろえ〔第２図（２） ） 、これ
ら２つの位相信号ｓ、 ｅ ｓ２の差をとった位相差信
号を求め〔第２図（３）〕、さらに位相差のマイナス部
分をカットし、プラス部分を保持させることにより第２
図（４）に示されるように位相信号Ｓ五のサイクル数に
比例した拡張変位信号を得ることができる。この場合、
拡張変位信号の波長りは位相信号Ｓｌ、 Ｓ２の各波長
３１．２５／２．２５／２層層の最小公倍数である８２
．５厘層となるので、この拡張変位信号を用いれば、ビ
ート信号Ｓｓの周期１から算出される粗測定距離Ｒτの
精度は±３１．２５＋ａｍ以内であればよく、従来の精
度±３１．２５／４ ＝±７．８＋ａｍに比べて大幅に
その条件が緩和される。
本発明は２時点におけるビート信号の各位相を検出し、
さらに拡張変位信号を得ることにより、ビート信号から
粗測定距離を算出するときの精度の条件を緩和するもの
である。
さらに拡張変位信号を得ることにより、ビート信号から
粗測定距離を算出するときの精度の条件を緩和するもの
である。
すなわち１本発明のマイクロ波距離測定装置は、互いに
異なる２時点でビート信号の位相を検出し、第１．第２
の位相信号を出力する第１．第２の位相検出手段と、第
１の位相信号から第１の位相信号の各サイクル内におけ
る変位量を演算する変位量演算手段と、第１．第２の位
相信号から第１．第２の位相信号の各波長の最小公倍数
を波長とし、かつ第１の位相信号のサイクル数に比例し
た拡張変位量を演算する拡張変位量演算手段と、ビート
信号の周期あるいは周波数から被測定定面までの距離を
演算し、演算結果に基づいて拡張変位量のサイクル数に
比例した基本距離を演算する基本距離演算手段と、変位
量、拡張変位量および基本距離を加算して、これを出力
する出力手段とを有している。
異なる２時点でビート信号の位相を検出し、第１．第２
の位相信号を出力する第１．第２の位相検出手段と、第
１の位相信号から第１の位相信号の各サイクル内におけ
る変位量を演算する変位量演算手段と、第１．第２の位
相信号から第１．第２の位相信号の各波長の最小公倍数
を波長とし、かつ第１の位相信号のサイクル数に比例し
た拡張変位量を演算する拡張変位量演算手段と、ビート
信号の周期あるいは周波数から被測定定面までの距離を
演算し、演算結果に基づいて拡張変位量のサイクル数に
比例した基本距離を演算する基本距離演算手段と、変位
量、拡張変位量および基本距離を加算して、これを出力
する出力手段とを有している。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例に係るマイクロ波距離測定装
置の構成図である。
置の構成図である。
マイクロ波回路１は変調回路３からの変調信号Ｓｖを受
けて、周波数変調されたマイクロ波をアンテナ導波管２
から被測定物１３へ放射し、その反射波をアンテナ導波
管２を介して受けて、送信波とのミキシングによりビー
ト信号Ｓｓを検出し、増幅回路４に出力する０位相検出
回路５．６はそれぞれ変調回路３から異なったタイミン
グで発生される位相検出指令信号ＳＤＩおよびＳｎ２を
入力して互いに異なったマイクロ波周波数でのビート信
号ＳＢの位相θ１．θ２を検出する。拡張変位量検出回
路７では位相検出回路５．６の出力θ□、θ２を受け、
両者の傾きをそろえて差分θ！−０２をとり、第２図（
４）に示したような拡張変位量ｘ２を示す信号を出力す
る。変位測定回路８は位相検出回路５からの出力θ１を
受けて変位量ｘ３に変換する。距離演算回路９はビート
信号Ｓｓを受けて、その周期１を計測し、さらに次式を
用いて粗測定距離上を求める。
けて、周波数変調されたマイクロ波をアンテナ導波管２
から被測定物１３へ放射し、その反射波をアンテナ導波
管２を介して受けて、送信波とのミキシングによりビー
ト信号Ｓｓを検出し、増幅回路４に出力する０位相検出
回路５．６はそれぞれ変調回路３から異なったタイミン
グで発生される位相検出指令信号ＳＤＩおよびＳｎ２を
入力して互いに異なったマイクロ波周波数でのビート信
号ＳＢの位相θ１．θ２を検出する。拡張変位量検出回
路７では位相検出回路５．６の出力θ□、θ２を受け、
両者の傾きをそろえて差分θ！−０２をとり、第２図（
４）に示したような拡張変位量ｘ２を示す信号を出力す
る。変位測定回路８は位相検出回路５からの出力θ１を
受けて変位量ｘ３に変換する。距離演算回路９はビート
信号Ｓｓを受けて、その周期１を計測し、さらに次式を
用いて粗測定距離上を求める。
（ただし、ΔＦは最大周波数偏位、１は変調周期の １
７２、Ｃは光速を示す） 基本距離演算回路１０は粗測定距離上を拡張変位量検出
回路７から出力された拡張変位量ｘ２の波長りで除算し
てその答の整数部分（以下、拡張サイクル数とする）ｎ
をとり、さらにこの拡張サイクル数ｎに拡張変位量ｘ２
の波長りを乗じてこれを基本圧ｅｘｔとして出力する。
７２、Ｃは光速を示す） 基本距離演算回路１０は粗測定距離上を拡張変位量検出
回路７から出力された拡張変位量ｘ２の波長りで除算し
てその答の整数部分（以下、拡張サイクル数とする）ｎ
をとり、さらにこの拡張サイクル数ｎに拡張変位量ｘ２
の波長りを乗じてこれを基本圧ｅｘｔとして出力する。
ｘ１＝ ｎ ＊ Ｄ −−−−
（２）加算回路１１は拡張変位量検出回路７．変位測定
回路８および基本距離演算回路１０の各出力Ｘ２＋ｘ３
＋Ｘｌを加算し、コノ結果ＸＩ＋ Ｘ２ ＋ Ｘ３’ｅ
出力Ｘとして出力回路１２を介して外部に出力する。
（２）加算回路１１は拡張変位量検出回路７．変位測定
回路８および基本距離演算回路１０の各出力Ｘ２＋ｘ３
＋Ｘｌを加算し、コノ結果ＸＩ＋ Ｘ２ ＋ Ｘ３’ｅ
出力Ｘとして出力回路１２を介して外部に出力する。
次に本実施例の動作について第３，４図の波形図を用い
て説明する。
て説明する。
変調回路３からの変調信号Ｓｖにより第３図のように周
波数ｆｏから１３の間を周波数変調するものとする。
波数ｆｏから１３の間を周波数変調するものとする。
さて、マイクロ波回路１で得られるビート信号Ｓｓが増
幅回路４で増幅されて位相検出回路５．６および距離演
算回路９に入力されている。そして、送信マイクロ波の
周波数がｆｌになる時刻１゜に変調回路３から位相検出
指令信号シ１が位相検出回路５に出力されて、このとき
のビート信号Ｓｌｌの位相０□が位相検出回路５から出
力され、変位測定回路８で変位量ｘ３が測定される。
幅回路４で増幅されて位相検出回路５．６および距離演
算回路９に入力されている。そして、送信マイクロ波の
周波数がｆｌになる時刻１゜に変調回路３から位相検出
指令信号シ１が位相検出回路５に出力されて、このとき
のビート信号Ｓｌｌの位相０□が位相検出回路５から出
力され、変位測定回路８で変位量ｘ３が測定される。
送信マイクロ波の周波数が時刻とともに増加されて周波
数ｆ２になる時刻ｔ２に今度は変調回路３から位相検出
指令信号ＳＤ２が位相検出回路６に出力され、このとき
のビート信号ＳＪＩの位相θ２が位相検出回路６から出
力される。さらに拡張変位量検出回路７で位相θ１．θ
２から拡張変位量ｘ２が求められる。
数ｆ２になる時刻ｔ２に今度は変調回路３から位相検出
指令信号ＳＤ２が位相検出回路６に出力され、このとき
のビート信号ＳＪＩの位相θ２が位相検出回路６から出
力される。さらに拡張変位量検出回路７で位相θ１．θ
２から拡張変位量ｘ２が求められる。
一方、距離演算回路９でビート信号Ｓａから粗測定距離
Ｒτが算出され、さらに基本距離演算回路１０で粗測定
圧１ｌｌｌＲ丁および拡張変位量ｘ２の波長りから基本
距離Ｘｌが求められる。
Ｒτが算出され、さらに基本距離演算回路１０で粗測定
圧１ｌｌｌＲ丁および拡張変位量ｘ２の波長りから基本
距離Ｘｌが求められる。
そして、基本圧１１Ｘｔ、拡張変位量ｘ２および変位量
ｘ３は加算器１１で加算され、出力回路１２から出力又
として出力される。
ｘ３は加算器１１で加算され、出力回路１２から出力又
として出力される。
なお本実施例では、基本距離ｘｌを求める方法として、
ビート信号Ｓｌの周期計測を用いる方法を述べた。これ
は周波数測定方法ではステップ誤差Ｃ／４ΔＦで表わさ
れる量子化誤差が発生するためである。しかし、最大周
波数偏位ΔＦを大きくとりステップ誤差を拡張変位量ｘ
２の波長りの １／２以内にすれば１本実施例と同様な
高精度の測定を行なうことができる。
ビート信号Ｓｌの周期計測を用いる方法を述べた。これ
は周波数測定方法ではステップ誤差Ｃ／４ΔＦで表わさ
れる量子化誤差が発生するためである。しかし、最大周
波数偏位ΔＦを大きくとりステップ誤差を拡張変位量ｘ
２の波長りの １／２以内にすれば１本実施例と同様な
高精度の測定を行なうことができる。
以上説明したように本発明は周波数の異なった２時点に
おいてビート信号の位相を検出し、それらの差分信号を
用いることによってビート信号の周期あるいは周波数か
ら求める距離精度の必要条件を大幅に軽減している。
。
おいてビート信号の位相を検出し、それらの差分信号を
用いることによってビート信号の周期あるいは周波数か
ら求める距離精度の必要条件を大幅に軽減している。
。
従って、本発明によればマイクロ波回路で発生するノイ
ズ等の影響を受けにくい、高精度な距離測定が可能にな
った。
ズ等の影響を受けにくい、高精度な距離測定が可能にな
った。
第１図は本発明の一実施例に係るマイクロ波距離測定装
置の構成図、第２図は本発明の原理を示す説明図、第３
図、第４図は第１図の実施例の動作を示す信号波形図、
第５図は従来の周期測定方式による測定結果を示すグラ
フである。 ｌ・・・マイクロ波回路 ２・・・アンテナ導波管３・
・・変調回路 ４・・・増幅回路５．６・・・位
相検出回路 ７・・・拡張変位量検出回路
置の構成図、第２図は本発明の原理を示す説明図、第３
図、第４図は第１図の実施例の動作を示す信号波形図、
第５図は従来の周期測定方式による測定結果を示すグラ
フである。 ｌ・・・マイクロ波回路 ２・・・アンテナ導波管３・
・・変調回路 ４・・・増幅回路５．６・・・位
相検出回路 ７・・・拡張変位量検出回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 連続的に周波数変調されたマイクロ波を被測定面へ放射
し、放射波とその反射波とをミキシングすることにより
得られるビート信号から被測定面までの距離を測定する
マイクロ波距離測定装置において、 互いに異なる２時点で前記ビート信号の位相を検出し、
第１、第２の位相信号を出力する第１、第２の位相検出
手段と、 前記第１の位相信号から前記第１の位相信号の各サイク
ル内における変位量を演算する変位量演算手段と、 前記第１、第２の位相信号から前記第１、第２の位相信
号の各波長の最小公倍数を波長とし、かつ前記第１の位
相信号のサイクル数に比例した拡張変位量を演算する拡
張変位量演算手段と、前記ビート信号の周期あるいは周
波数から被測定面までの距離を演算し、演算結果に基づ
いて前記拡張変位量のサイクル数に比例した基本距離を
演算する基本距離演算手段と、 前記変位量、前記拡張変位量および前記基本距離を加算
して、これを出力する出力手段とを有することを特徴と
するマイクロ波距離測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26732284A JPS61145472A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | マイクロ波距離測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26732284A JPS61145472A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | マイクロ波距離測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61145472A true JPS61145472A (ja) | 1986-07-03 |
Family
ID=17443207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26732284A Pending JPS61145472A (ja) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | マイクロ波距離測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61145472A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009098097A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Nireco Corp | 距離測定装置及び距離測定方法 |
| JP5653432B2 (ja) * | 2010-07-12 | 2015-01-14 | 株式会社ニレコ | 距離測定装置及び距離測定方法 |
| CN106037736A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-26 | 周亮 | 一种男性夜间阴茎勃起测量仪及使用方法 |
| JPWO2021024822A1 (ja) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 |
-
1984
- 1984-12-20 JP JP26732284A patent/JPS61145472A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009098097A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Nireco Corp | 距離測定装置及び距離測定方法 |
| US7864105B2 (en) | 2007-10-19 | 2011-01-04 | Nireco Corporation | Distance measuring apparatus and distance measuring method |
| JP5653432B2 (ja) * | 2010-07-12 | 2015-01-14 | 株式会社ニレコ | 距離測定装置及び距離測定方法 |
| CN106037736A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-26 | 周亮 | 一种男性夜间阴茎勃起测量仪及使用方法 |
| JPWO2021024822A1 (ja) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | ||
| WO2021024822A1 (ja) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | レーダ装置 |
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