JPS6227438B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電波を用いて侵入物体を検知し警
報を行なう電波警報装置に関する。

従来、電波を用いた対向遮断方式の電波警報装
置にあつては、送信空中線及び受信空中線は共に
１つの１対向方式になつていた。すなわち、伝送
される電波は１ビーム方式であるため、これを例
えば地上１ｍ位の所に設置し、所定の警戒幅及び
警戒高さを得るようにした場合、空中線のもつ指
向特性及び電波の伝播特性上、送信点及び受信点
の付近において、電波ビームがカバーし得ない部
分が生じていた。従つて、この部分を例えば侵入
者に潜り抜けられてしまうという欠点があつた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的は、侵入物体の潜り抜け得る領域すなわ
ち不感地帯を著しく減少させることのできる信頼
性の高い電波警報装置を提供することにある。

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第１図はマイクロ波による電波警報装置
のブロツク図であり、ａは送信部、ｂは受信部を
示している。上記送信部ａにおいて、１１は安定
化電源回路であり、この安定化電源回路１１には
マイクロ波発振器１２及び後述の低周波発振器１
６ａ，１６ｂがそれぞれ接続され、所定の電圧が
印加されるようになつている。上記マイクロ波発
振器１２にはマイクロ波帯の二分配器１３が接続
され、この二分配器１３により発振器１２から発
生されたマイクロ波（周波数：_０）が２分され
るようになつている。上記二分配器１３にはレベ
ル調整用の減衰器１４ａ及び１４ｂが接続され、
一方の減衰器１４ａには振幅変調器１５ａ、他方
の減衰器１４ｂには振幅変調器１５ｂが接続され
ている。すなわち、上記二分配器１３により２分
されたマイクロ波はそれぞれ減衰器１４ａ及び１
４ｂでレベル調整された後、変調器１５ａ及び１
５ｂに入力される。また、上記変調器１５ａには
低周波発振器１６ａ（周波数：F₁）、また変調器
１５ｂには低周波発振器１６ｂ（周波数：F₂）が
接続されており、この変調器１５ａ及び１５ｂに
おいて、入力したマイクロ波がそれぞれ異なる周
波数で振幅変調されるようになつている。そし
て、一方の変調器１５ａには偏波面変換器１７が
接続されている。この偏波面変換器１７は例えば
ねじり導波管で構成され、マイクロ波が例えば水
平偏波として入力した場合にこれを垂直偏波に変
換し出力するものである。上記偏波面変換器１７
には、送信空中線１８ａが接続され、この空中線
１８ａにより垂直偏波のマイクロ波が自由空間に
放射されるようになつている。また、他方の変調
器１５ｂには送信空中線１８ｂが接続され、この
空中線１８ｂにより上記送信空中線１６ａから放
射されるマイクロ波と異なる偏波面すなわち水平
偏波のマイクロ波が放射されるようになつてい
る。

上記送信部ａから放射された２つのマイクロ波
ビームは前記受信部ｂにおける受信空中線１９ａ
及び１９ｂで受信される。一方の空中線１９ａに
は偏波面変換器２０及び波器２１ａを介して検
波器２２ａが接続され、また他方の空中線１９ｂ
には波器２１ｂを介して検波器２２ｂが接続さ
れている。この検波器２２ａ及び２２ｂは、上記
波器２１ａ及び２１ｂにより誤動作の原因とな
る不要のマイクロ波例えばレーダ波等の妨害波が
除去されたマイクロ波を検波し、それぞれ周波数
F₁及びF₂なる低周波を出力するものである。上
記検波器２２ａ及び２２ｂにはそれぞれ同調増幅
器２３ａ（周波数：F₁）及び同調増幅器２３ｂ
（周波数：F₂）が接続され、この増幅器２３ａ，
２３ｂにより上記検波器２２ａ及び２２ｂから出
力された低周波F₁及びF₂が必要なレベルまで増
幅されるようになつている。また、上記増幅器２
３ａ及び２３ｂには低周波検波器２４ａ及び２４
ｂがそれぞれ接続され、さらにこの検波器２４ａ
及び２４ｂには低周波増幅器２５ａ及び２５ｂが
それぞれ接続されている。上記検波器２４ａ及び
２４ｂの出力は、通常は直流出力であり、低周波
増幅器２５ａ及び２５ｂに入力してもこの増幅器
２５ａ及び２５ｂからは何ら出力を得ないが、前
記送信空中線１８ａ，１８ｂと受信空中線１９
ａ，１９ｂ間に異常物体例えば人間が侵入する
と、その侵入速度及び大きさに相当してマイクロ
波の受信レベルが変化する。すなわち、侵入速度
に比例して周波数成分の減衰が生じ、上記検波器
２４ａ及び２４ｂの出力が減衰した周波数成分だ
け変化するもので、この変化分を低周波増幅器２
５ａ及び２５ｂにより増幅するようになつてい
る。上記低周波増幅器２５ａ及び２５ｂにはシユ
ミツト回路２６ａ及び２６ｂがそれぞれ接続され
ている。このシユミツト回路２６ａ及び２６ｂ
は、上記マイクロ波の受信レベルの変化分が設定
レベル以上になるとこれを検出し異常信号を出力
するものである。そして、このシユミツト回路２
６ａ及び２６ｂには信号処理回路２７が接続さ
れ、この信号処理回路２７において上記異常信号
を検出し、警報信号を出力する。上記信号処理回
路２７は主としてOR回路、電力増幅回路及びリ
レー回路で構成され、上記低周波増幅器２５ａ及
び２５ｂのどちらか一方または両方に出力があつ
たとき、すなわち２チヤンネルのうちどちらか一
方または両方に異常物体が侵入したときに警報信
号を出力するようになつている。また、前記同調
増幅器２３ａ及び２３ｂにはそれぞれ自動利得制
御回路すなわちAGC回路２８ａ及び２８ｂがそ
れぞれ接続されており、このAGC回路２８ａ及
び２８ｂにより同調増幅器２３ａ及び２３ｂに比
較的長い時定数を持せ、前記検波器２４ａ及び２
４ｂへの入力レベルを一定にするようになつてい
る。すなわち、自由空間を伝播されるマイクロ波
は雨、雪及び温度変化等により減衰し、受信レベ
ルが変化することがあり、誤動作の原因となるこ
とがあるので、雨等の変化に応じて検波器２４ａ
及び２４ｂへの入力レベルを変化させることによ
りこれを防止するものである。また、前記信号処
理回路２７及びAGC回路２８ａ，２８ｂには安
定化電源回路２９が接続され、この電源回路２９
により所定の電圧が印加されるようになつてい
る。

次に、上記のように構成される電波警報装置の
動作を説明する。まず、安定化電源回路１１によ
りマイクロ波発振器１２、低周波発振器１６ａ及
び１６ｂに電圧が印加されると、マイクロ波発振
器１２から所定のマイクロ波（周波数：_０）が
発生される。このマイクロ波は二分配器１３によ
り２分され、それぞれ減衰器１４ａ及び１４ｂで
レベル調整され振幅変調器１５ａ及び１５ｂに入
力される。また、上記一方の変調器１５ａには低
周波発振器１６ａから発生された低周波（周波
数：F₁）が入力され、また他方の変調器１５ｂに
は低周波発振器１６ｂから発生された低周波（周
波数：F₂）が入力される。すなわち、変調器１５
ａ及び１５ｂそれぞれに入力した２つのマイクロ
波は、それぞれ異なる周波数で振幅変調される。
さらに、変調器１５ａにより振幅変調された一方
のマイクロ波は、偏波面変換器１７に入力され、
この偏波面変換器１７により、例えば水平偏波と
して入力したマイクロ波が垂直偏波に変換されて
出力される。そして、偏波面変換器１７により垂
直偏波に変換され出力された一方のマイクロ波は
送信空中線１８ａ、また変調器１５ｂから水平偏
波として出力された他方のマイクロ波は送信空中
線１８ｂからそれぞれ自由空間に放射される。

上記送信部ａから放射された２つのマイクロ波
ビームは、受信部ｂで受信される。すなわち、送
信空中線１８ａから垂直偏波として放射されたマ
イクロ波ビームは、受信空中線１９ａにより受信
され、偏波面変換器２０で水平偏波に変換された
後、波器２１ａに入力される。そして、マイク
ロ波は波器２１ａにより妨害波が除去された
後、検波器２２ａに入力される。また、送信空中
線１８ｂから水平偏波として放射されたマイクロ
波ビームは、受信空中線１９ｂにより受信され、
波器２１ｂにより妨害波が除去された後、検波
器２２ｂに入力される。この検波器２２ａ及び２
２ｂからはそれぞれ周波数F₁及びF₂の低周波が
出力され、この低周波出力は同調増幅器２３ａ及
び２３ｂに入力されてそれぞれ必要なレベル迄増
幅される。この増幅された低周波出力は低周波検
波器２４ａ及び２４ｂに入力される。ここで、送
信空中線１８ａ，１８ｂと受信空中線１９ａ，１
９ｂの間に例えば人間が侵入すると、マイクロ波
の受信レベルが変化し、例えば一方の検出器２４
ａの出力が変化する。この検波器２４ａの出力の
変化分は低周波増幅器２５ａにより増幅されてシ
ユミツト回路２６ａに入力される。このシユミツ
ト回路２６ａにおいては、上記変化分が設定レベ
ル以上になるとこれを検出し、異常信号が出力さ
れる。そしてこの異常信号が信号処理回路２７で
検出されると警報信号が出力されるものである。

第２図は上記のような構成の電波警報装置を具
体的に地上に設置した場合を示している。すなわ
ち、送信部ａ及び受信部ｂそれぞれにおいて、送
信空中線１８ａ，１８ｂ及び受信空中線１９ａ，
１９ｂはそれぞれ上下に適当な間隔をおいて設け
られている。また、送信部ａと受信部ｂは、上記
送信空中線１８ａ，１８ｂと受信空中線１９ａ，
１９ｂとの間が適当な間隔Ｌになるように設置さ
れている。このような構成であると２チヤンネル
のマイクロ波ビームが形成されるものであるが、
この種の警報装置は地面近く設置されることが多
く、マイクロ波伝播中に地上反射波によりかなり
影響を受けることがある。従つて、送信部ａと受
信部ｂとの距離Ｌに応じて、上記２チヤンネルの
マイクロ波ビームは図に実線で示すようなクロス
ビームの方が良好な結果が得られる場合と、図に
破線で示すような平行ビームの方が良好な結果が
得られる場合がある。このため、クロスビームを
形成する場合には送信空中線１８ａと受信空中線
１９ｂ、送信空中線１８ｂと受信空中線１９ａそ
れぞれを相対向させ、また平行ビームを形成する
場合には送信空中線１８ａと受信空中線１９ａ、
送信空中線１８ｂと受信空中線１９ｂそれぞれを
相対向させるものである。また、送信部ａと受信
部ｂとの距離Ｌにより必要に応じて、偏波面変換
器１７及び２０を他のチヤンネルの側へ入換える
ようにする。なお、３１及び３０はそれぞれ送信
部ａ及び受信部ｂにおける回路部を示すものであ
る。

このような具体的構成にあつて、今、例えばマ
イクロ波発振器１２から発生されるマイクロ波の
周波数_０＝10.525GHz、送信空中線１８ａ，１
８ｂと受信空中線１９ａ，１９ｂとの距離Ｌ＝
100ｍでクロスビーム方式とした場合、従来侵入
者が潜り抜け得た垂直方向の不感地帯が殆んどな
くなり、信頼性が著しく向上した。また、水平方
向の警戒幅も従来の約５分の１以下と大幅に改善
された。従つて、設置面積が少なくて済み、かつ
建物や樹木また近くを通る自動車等の影響が少な
くなる。

尚、上記実施例においては空間に放射させる電
波としてマイクロ波を用いて説明したが、これに
限定するものではなく、例えばミリ波（30GHz〜
300GHz）、サブミリ波（300GHz〜３×10³GHz）
等であつてもよいことは勿論である。

以上説明したようにこの発明によれば、送信部
と受信部においてそれぞれ２つの空中線を上下に
適当な間隔で設置して２チヤンネル構成とし、電
波を上下平行ビームまたはクロスビームとして伝
送させる構成としたので、不感地帯が減少し信頼
性が著しく向上する。また、電波を分配器で２つ
に分け、これらを変調器によりそれぞれ異なる周
波数で振幅変調し、さらに一方の電波の偏波面を
偏波面変換器で変換し、垂直偏波と水平偏波のそ
れぞれ互いに異なる偏波面をもたせる構成とした
ので、２つの電波の分離が完全になり受信部にお
ける受信が確実となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る電波警報装
置のブロツク図、第２図は上記装置を具体的に地
上に設置した場合を説明するための図である。 ａ……送信部、ｂ……受信部、１２……マイク
ロ波発振器、１３……二分配器、１５ａ，１５ｂ
……振幅変調器、１６ａ，１６ｂ……低周波発振
器、１７……偏波面変換器、１８ａ，１８ｂ……
送信空中線、１９ａ，１９ｂ……受信空中線、２
０……偏波面変換器、２２ａ，２２ｂ……検波
器、２４ａ，２４ｂ……低周波検波器、２６ａ，
２６ｂ……シユミツト回路、２７……信号処理回
路、２８ａ，２８ｂ……AGC回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の電波を発生させる発振器と前記発生さ
   れた電波を２分させる分配器と前記２分された電
   波をそれぞれ周波数の異なる低周波で振幅変調す
   る変調器と前記変調された電波のどちらか一方の
   電波の偏波面を変換する偏波面変換器と前記２つ
   の電波を自由空間に放射する２チヤンネルの送信
   空中線を備えた送信部と、前記放射された電波を
   受信する２チヤンネルの受信空中線と前記送信空
   中線と受信空中線間における電波減衰量の変化を
   検出する信号検出回路を備えた受信部とを具備
   し、前記２チヤンネルの送信空中線及び２チヤン
   ネルの受信空中線をそれぞれ上下に適当な間隔で
   設置し、前記放射された２つの電波ビームを平行
   またはクロスにして伝送させることを特徴とする
   電波警報装置。