JPS6339217A - マイクロ波探知機 - 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】 発明の目的 ［産業上の利用分野コ 本発明は、マイクロ波を探知するマイクロ波探知機に関
する。

［従来の技術］ 従来、マイクロ波はその特性上の利点を生かし、各種の
無線通信やレーダ等に利用されている。これに伴って簡
易的な装置で、ある地点におけるマイクロ波の到来を検
知するマイクロ波探知機が各種提案されている。例えば
、マイクロ波による誘導に従って移動体を運行させるシ
ステムにあっては、各移動体にマイクロ波探知機が必要
であり、安価で高精度のマイクロ波探知機の開発が進め
られている。中でも、受信したマイクロ波を中間周波数
に変換するチューナを間欠的に作動させ、該チューナの
出力を交流増幅するものにあっては、チューナと交流増
幅器のみの単純な回路で確実にマイクロ波の到来を検出
することができるため、広く利用されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記のごときマイクロ波探知機にあっても未だ
に十分なものではなく、次のような問題点があった。

簡略的構成の従来のマイクロ波探知機は、チューナが間
欠的に作動するため、持続波（以下、ＣＷという）が受
信されたときには、該チューナの作動周期の交流信号か
得られることになる。従って、この交流信号を交流増幅
器で増幅してマイクロ波の到来が探知できるのでおる。

しかし、通信技術、レーダ技術の進歩と相俟ってマイク
ロ波を間欠的あるいは単発的に輻射する方式が実用化さ
れてきており、この種のマイクロ波を上記従来機種で受
信するならばチューナからの出力は該チューナの作動周
期とは異なる複雑な周波数成分を含むものとなり、簡単
な交流増幅器を使用するものでは探知不可能となる可能
性がおる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、簡略的、安１西な構成で、かつ、ＣＷ、間欠波および
単発波のいずれであっても正確、確実に探知することの
できるマイクロ波探知機を提供することをその目的とし
ている。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 上記、問題点を解決するために本発明の構成した手段は
、 マイクロ波を受信し、該マイクロ波の受信結果を報知す
るマイクロ波探知機において、前記マイクロ波を受信す
るマイクロ波受信手段と、 該マイクロ波受信手段の受信信号を入力し、間欠的に作
動してその受信信号を中間周波数へ変換する周波数変換
手段と、 該周波数変換手段の出力を包絡検波する検波手段と、 該検波手段の出力を直流増幅する直流増幅手段と、 前記周波数変換手段の作動しない期間における前記直流
増幅手段の出力と基準電圧との差の増幅結果を、前記直
流増幅手段の入力に帰還して前記検波手段の出力と＠畳
させる重畳手段と、前記周波数変換手段の作動している
期間における前記直流増幅手段の受信出力を、所定周期
でサンプリングするサンプリング手段と、 該サンプリング手段のサンプリングした前記受信出力に
基づいて定められる基準電圧と前記受信出力とを比較す
る比較手段と、 該比較手段の比較結果を報知する報知手段とを備えるこ
とを特徴とするマイクロ波探知機をその要旨としている
。

［作用］ 本発明のマイクロ波探知機は、従来同様にマイクロ波を
間欠的に中間周波数へ変換し、包絡検波する。しかし、
その検波信号は直流増幅手段によって増幅されるのであ
り、いかなる平均値、周波数の信号であるかを問わない
。また、この直流増幅手段の入力は単なる検波信号では
なく、周波数変換手段の作動しない期間における直流増
幅手段の出力と基準電圧との差の増幅結果が帰還、重畳
されている。

更に、サンプリング手段によって前記直流増幅手段の受
信出力が所定周期毎にサンプリングされ、このサンプリ
ング値に基づいて決定される基準電圧と前記受信出力と
が比較手段によって比較処理され、その比較結果は報知
手段によって報知される。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて説明する。

［実施例］ 第１図は実施例であるマイクロ波探知機の概略ブロック
図、第２図および第３図は該ブロック図中の各所の電圧
信号のタイミングチャートを表わしている。

第１図に示すごとく本実施例のマイクロ波探知機は、ア
ンテナ１０にて受信したマイクロ波を一旦ＲＦ増幅器１
２で増幅した後に混合器１４で局部発振器１６の発掘信
号と混合し、中間周波の信号を得る、通常のスーパーヘ
テロダイン方式を採用している。ただし、上記局部発振
器１６は常時発（辰作動するものでなく、クロック発振
器１８からのクロック信号により間欠的に作動するよう
に構成されている。そして、この混合器１４の信号を中
間周波増幅器２０で増幅し、以後の信号処理に供する。

上）ホのマイクロ波受信に関する各回路の信号を示して
いるのが第２図Ａ−Ｄであり、第１図の符号Ａ−Ｄが付
しであるラインの電圧信号を同一時間軸上で表わしてい
る。図より明らかなように、ＲＦ増幅器１２の出力Ａが
ある程度連続するようなものであっても、局部発振器１
６の出力Ｃがクロック発振器１８のクロック信号Ｂに従
って間欠的にのみ混合器１４へ入力されるため、中間周
波増幅器２０の出力りはマイクロ波の受信および局部発
進器１６の出力が共存する場合にのみ現われる。

こうした中間周波増幅器２０の出力は、高域バスのコン
デンサＣ１、接地ダイオードＤ１による負極性の包絡検
波の後に接地されている充放電コンデンサＣ２を介して
直流増幅である演算増幅器ＯＰ１に入力される。本実施
例では、充分な増幅率を得るために直流増幅器を２段で
構成しており、演算増幅器ＯＰ１による前段増幅値をツ
ェナーダイオードＤＺを介して所定値だけドリフトさせ
た後に、更に後段の演算増幅器ＯＰ２を用いて増幅して
いる。この増幅後の信号は、重畳回路に入力されて再び
演算増幅器ＯＰ１に帰還されると共に、比較回路である
演算増幅器ＯＰ３に入力され次段の報知回路へと導かれ
る。

まず、重畳回路について説明する。演算回路ＯＰ２から
の出力のうち、スイッチ回路２２によるスイッチングを
受けて出力される信号は、局部発振器１６の作動してい
ない期間の信号のみである。

すなわち、クロック発振器１８のクロック信号を反転器
２４によって反転した信号がスイッチ回路２２に入力さ
れ、内部回路の断続をするのである。

従って、このときの電圧を平滑コンデンサＣ５によって
平滑化するならばバッファ０Ｐ４に入力される電圧値は
２段の直流増幅器ＯＰ１およびＯＦ２の入力側に中間周
波の信号が何ら入力されていない無信号時の電圧となる
。この電圧を、電源電圧Ｖｃｃを分圧して設定される所
定の基準電圧Ｖｂとともに比較器ＯＰ５に入力し、その
比較結果が前記演算増幅器ＯＰ１の入力に帰還され、前
記中間周波増幅器２０の出力に重畳される。これは、直
流増幅器としての出力を安定化するためのものであり、
上記のような重畳回路の構成によって、直流増幅器の出
力は常にある所定の電圧ＶＤｅ！準として出力されるこ
ととなる。そして、この基準の電圧ＶＤは、中間周波増
幅器２０が、出力を生じているときに限り負の方向へ引
き込まれるこ゛とになり、そのときの中間周波増幅器２
０からの出力信号の振幅に応じた値だけ減少する。

上記回路構成により、直流増幅器としての出力は第２図
Ｆのようになる。

次に第２図Ｆのような出力から正確にマイクロ波の存在
を報知する後段の回路構成について説明する。

スイッチ回路２６は、前述のスイッチ回路２２と同一の
動作をなすものであるが、その内部回路を断続するタイ
ミングはクロック発信器１８からのクロック信号を直接
入力している。このため、このスイッチ回路２６により
演算増幅器ＯＰ３に伝達される信号は、局部発ｊ辰器１
６の作動と同期した間欠的信号となる（第２図Ｇ）。

一方、この信号と比較される基準となる信号は、上記同
様の信号Ｇをサンプリングしているサンプリング回路か
ら得られる基準電圧Ｖａである。サンプリング回路とは
、コンデンサＣａを中心としたピークホールド回路であ
り、上記信号Ｇを入力しているバッファＯＰ６からベー
ス電流を供給されるトランジスタＴｒａが、そのエミッ
ターアース間に接続されるコンデンサＣａを信号Ｇの電
圧にまで充電する。また、このサンプリングのタイミン
クを所定周期に限り実行するため、上記トランジスタＨ
ｒａのエミッタとコンデンサＣａとの間にはスイッチ回
路２Ｂが配設され、パルス発（辰器ＯＰ７と前記クロッ
ク発信器１Ｂとの両者用）Ｊが得られるＡＮＤ条件のと
きに限りスイッチ回路２８の内部回路を導通させている
。すなわち、信号Ｇがマイクロ波を受信している期間の
出力を示すタイミングであり、かつパルス発振器ＯＰ７
のパルス出力が得られるタイミングに限ってコンデンサ
Ｃａにピークホールドが実行されるのである。

上記より明らかなように、パルス発振器ＯＰ７がピーク
ホールドの周期を決定するのであるが、これは第３図に
示すようにクロック発（辰器１８の周期ＴＣに比べて極
めて長い期間ｌｏｗレベルであり、その後に短期間だけ
Ｈｉｃ＋ｈレベルの出力を出すように、発振時定数を決
定するコンデンサＣ○、ＲＯ１、ＲＯ２が設計されてい
る。本実施例では第３図に示すように３ＴＣ＝Ｔｏｎ、
１０Ｔ○ｎ−＝Ｔｏｆｆとなるように各素子の定数が決
定されている。従ってコンデンサＣａには、期間下Ｏｎ
で、かつクロックがＨｉ　ｇｉルベルのときにそのとき
の信号Ｇのピーク値がホールトされ、そのホールド値は
期間ＴＯｆｆ毎に更新されることになる。

こうして、信＠Ｇのピーク値がホールドされるコンデン
サＣａの端子電圧はバッファＯＰ８を介して分圧回路２
９に印加され、ここで僅かにドロップ（ΔＶａ）させた
電圧が前述の演算増幅器ＯＰ３の基準電圧Ｖａとして使
用される。

演算増幅器ＯＰ３の基準電圧Ｖａが上記のように信号Ｇ
のマイクロ波受信期間の出力からΔＶａだけ降下させた
値でおるから、この基準電圧と信＠Ｇとの比較結果は第
２図Ｈのようになる。すなわら、マイクロ波を受信して
いない状態であれば常に出力は信号Ｇと同一の発撮状態
となり、マイクロ波が受信され、信号Ｇの出力が電位Ｖ
ａよりも低下したときには低電位状態へと変化する（第
２図Ｈ）。

上述のようにマイクロ波の存在が電圧波形に反映された
信号Ｈは、次いでスイッチングトランジスタＴｒ１のベ
ースに入力され、抵抗ＲとコンデンサＣ１０とからなる
充放電回路の充放電タイミングを司る。マイクロ波の検
知をしており、ベースに対して何ら信号出力がされずト
ランジスタＴｒ１がＯＦＦならば、コンデンサＣ１０は
抵抗Ｒを介して時定数ＣＲによって定まる速度で充電が
開始され、マイクロ波が検出されないときはトランジス
タＴｒ１がＯＮしてコンデンサＣＩＯは瞬時に放電され
ることになる（第２図Ｉ）。すなわち、マイクロ波が存
在しなけれはコンデンサＣ１０の充電期間はクロック信
号の出力されていない期間ＴＯだけに限定されるので電
圧７０以上となることはない（第２図Ｉ参照）。そして
、マイクロ波が検知されたときは、その検出されている
期間に比例してコンデンサＣ１０の端子電圧は上昇を続
けついには抵抗Ｒをつり下げている電源電圧■ＣＣと一
致する。

上記のように、マイクロ波検知の期間に基づいて変化す
るコンデンサＣ１０の電圧信号は、２つの比較器０Ｐ１
０．ＯＰＩ　１に入力され、それぞれにおいて基準電圧
ＶＨ，ＶＬ　（＜ＶＨ）との大小比較がなされる。ここ
でコンデンサＣ１０の電圧信号がＶＬを超えたときに、
比較器ＯＰＩ　１の出力が高電位となって更に後段の演
算増幅器０Ｐ１２の出力に影響を与えて選択回路３０に
所定の信号を送り、報知器３２を駆動してスピーカＳＰ
１から報知音が出力させる。（第２図Ｊ）。そして、上
記のような状態が継続し、コンデンサＣ１０の電圧信号
がついにはＶＨを超える高い電位となるならば、比較器
０Ｐ１０の出力が高電位となってトランジスタＴｒ２を
ＯＮ状態として選択回路３０の入力状態を変化させ、上
記報知器３２に換えて報知器３４を駆動してスピーカＳ
Ｐ２から別異の報知音の出力がなされる。

すなわち、マイクロ波の受信情報を反映する電圧波形Ｈ
が低電圧状態であるときコンデンサＣ１０の電圧は上昇
をするが、その低電圧状態が単なるノイズに起因した極
めて短期間のものであるならば、その電圧は基準電圧Ｖ
Ｌを超えることなく何らの報知も実行されない。しかし
、それがある程度の期間継続するときは、何らかのマイ
クロ波信号を受信していると判断し、スピーカＳＰ１か
ら報知が実行される。しかも、その報知は、マイクロ波
の検出期間が長期間にわたるものであるときは音色の異
なるスピーカＳＰ２からの報知に自動的に切換わること
で、マイクロ波がＣＷ、パルス波いずれの方式で到来し
ているが簡単に判別できる。

以上、各回路の動作を詳細に説明したように、本実施例
のマイクロ波探知機は、次のような効果を奏する。

第１にマイクロ波検出結果を直流増幅するために該マイ
クロ波がＣＷ１間欠波、パルス波のいかなる方式のもの
であっても正確に探知することができる。しかも、その
探知は、マイクロ波の検出時間に応じて異なる音色で報
知されるため、到来しているマイクロ波の輻射方式まで
も簡単に判別することができる。これにより、多種多様
のマイクロ波が混存する位置にあっても、真に探知した
いマイクロ波信号を選別して探知可能となる。

第２に、マイクロ波検出の高精度化が達成され、誤報を
回避できる。すなわち、上記実施例では信号Ｇをピーク
ホールドして、その値を僅かに降下させた電圧Ｖａと信
号Ｇとを比較してマイクロ波の検出を実行している。こ
のため、マイクロ波の受信、検波、および増幅の過程で
ノイズが発生したり、熱による出力の変動、例えばガン
ダイオードの出力変化等が生じようとも、その値を利用
して基準電圧■ａを更新するために誤報を行うこともな
く、安定した動作が確保される。

なお、上記実施例では、包絡検波を負極性のものとして
いるが正極性の検波としてもよく、この場合には直流増
幅器は常に負電圧を増幅するように設計する等通常の変
更が加えられる。また、スピーカによる２種の報知に限
らず、視覚的な表示、更に多段階なマイクロ波の連続し
ている期間区分の表示等、本発明の要旨を逸脱しない範
囲の各種態様で実現してもよい。

Ｒ皿五四里 以上実施例を挙げて詳述したごとく、本発明のマイクロ
波探知機は、間欠的なマイクロ波の検出結果を直流増幅
手段を用いて増幅するものである。

このため、ＣＷ１間欠波、パルス波いずれの方式で輻射
されるマイクロ波であろうと正確に探知できる。しかも
、上記直流増幅手段の無信号時の電圧が一定となるよう
に重畳手段が作動するため、極めて微弱なマイクロ波の
受信も可能となり高感度特性を達成することができる。

また、直流増幅手段の増幅信号が温度変化等に起因して
変化しようとも、その値をサンプリングして比較の基準
電圧を更新するために誤報をすることもなく、安定した
動作で高精度にマイクロ波の探知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のマイクロ波探知機の電気回路ブロック
図、第２図（Ａ）〜（Ｋ）および第３図（Ｂ）、（Ｔ１
）、（Ｔ２＞は同実施例の各部位における信号波形のタ
イミングチャート、を示す。 １０・・・アンテナ １４・・・混合器 １６・・・局部発搬器 １８・・・クロック発振器 ＯＰｌ、ＯＦ２・・・演算増幅器 ３０・・・選択回路 ＳＰｌ、ＳＰ２・・・スピーカ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マイクロ波を受信し、該マイクロ波の受信結果を報知す
   るマイクロ波探知機において、 前記マイクロ波を受信するマイクロ波受信手段と、 該マイクロ波受信手段の受信信号を入力し、間欠的に作
   動してその受信信号を中間周波数へ変換する周波数変換
   手段と、 該周波数変換手段の出力を包絡検波する検波手段と、 該検波手段の出力を直流増幅する直流増幅手段と、 前記周波数変換手段の作動しない期間における前記直流
   増幅手段の出力と基準電圧との差の増幅結果を、前記直
   流増幅手段の入力に帰還して前記検波手段の出力と重畳
   させる重畳手段と、 前記周波数変換手段の作動している期間における前記直
   流増幅手段の受信出力を、所定周期でサンプリングする
   サンプリング手段と、 該サンプリング手段のサンプリングした前記受信出力に
   基づいて定められる基準電圧と前記受信出力とを比較す
   る比較手段と、 該比較手段の比較結果を報知する報知手段とを備えるこ
   とを特徴とするマイクロ波探知機。