JPS6340887A - ドプラ速度計 - 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】 挟罠汰更 本発明は、ドプラ現象を利用して物標との相対速度を測
定するドプラ速度計に関する。

皿米及亙 一般に、この種のドプラ速度計にあっては、第２図に示
すように１発振器１から発せられた基本周波数ｆ。をも
った信号が分波器２，３を通して送受信機４に与えられ
、それにより送受信Ｖ１１４からアンテナ５を介して基
本周波数ｆ０をもった電波が物［０に向けて発射される
。その物標Ｏからの相対速度Ｖによりドプラ周波数シフ
トを受けた反射波がアンテナ５を介して送受信機４によ
り受信され、そのドプラシフトを受けた周波数（ｆ。

±ｆｄ）をもった受信信号と発振器１からの基本周波数
ｆ。をもった信号とがミキサ６において混合される。そ
れにより各信号の周波数差によるビート成分であるドプ
ラ周波数ｆｄをもった信号が生じ、そのドプラ周波数ｆ
ｄがローパスフィルタ７を通して周波数計８により測定
され、その測定信号が処理回路９に与えられて（１）式
の関係からドプラ周波数ｆｄに比例する物標Ｏとの間の
相対速度Ｖがわり出されて速度信号Ｓｖが得られるよう
になっている。

ｆｄ＝ｆ０・２１Ｖｌ／ｃ　　（ｃ：光速）−（１）し
かしてこのような従来のドプラ速度計では、物標０との
相対速度Ｖが非常に小さくなると、ドプラ周波数ｆｄも
それに比例して小さくなってその測定を精度良く行なわ
せることが困難になる。

また低速域ではローパスフィルタ７を通過するドプラ周
波数ｆｄ中にノイズが混入しやすくなり、ノイズ混入に
より物標Ｏとの相対速度Ｖの誤検出を生じてしまう。さ
らに従来のドプラ速度計では。

測定されたドプラ周波数ｆｄからは物標Ｏとの相対速度
Ｖの大きさしか求めることができず、物標Ｏが近づいて
いるのか遠ざかっているのかという相対速度■の方向を
判別することができないものとなっている。

肋 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、物標との
相対速度が小さくなってもドプラ周波数の測定を精度良
く、またノイズの影響を有効に抑制しながら行なうこと
ができるとともに、方向性の判別をも行なわせることが
できるようにしたドプラ速度計を提供するものである。

本発明はその目的達成のため、第１の基本周波数をもっ
た信号波を物標に向けて発射させる手段と、物標からの
反射波を受信する手段と、前記第１の基本周波数に対し
て一定の周波数差をもった第２の基本周波数と受信信号
の周波数とを混合してみかけ上のドプラ周波数を生じさ
せる手段と、そのみかけ上のドプラ周波数を測定して物
標との相対速度を求める手段とをとるようにしている。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

本発明によるドプラ速度計にあっては、第１図に示すよ
うに、２周波数によるものとし、発振器１１から発せら
れた第１の基本周波数ｆ０をもった信号が分波器３を通
して送受信機４に与えられ、送受信機４からアンテナ５
を介して基本周波数ｆ０をもった電波（または超音波な
ど）が物標○に向けて発射される。その物標Ｏからの相
対速度Ｖによりドプラ周波数シフトを受けた反射波がア
ンテナ５を介して送受信機４により受信され、その周波
数（ｆ０±ｆｄ）をもった受信信号と発振器１２から発
せられた第２の基本周波数ｆ。′をもった信号とがミキ
サ６において混合される。それにより各信号の周波数差
によるみかけ上のドプラ周波数ｆｄ’をもった信号が生
じ、そのみかけ上のドプラ周波数ｆｄ’がローパスフィ
ルタ７を通して周波数計８により測定され、その測定信
号が処理回路９′に与えられて相対速度Ｖがわり出され
て速度信号ＳＶが得られるようになっている。

ここで、みかけ上のドプラ周波数ｆｄ’は次式によって
与えられる。

ｆｄ’＝ＩＣｆｏ±ｆｄ）−ｆ、’ｌ　　　　・・・（
２）なお、相対速度Ｖが図示のベクトルをもって物標０
が近づく関係にある場合には受信信号の周波数が（ｆ、
＋ｆｄ）となり、遠ざかる関係にある場合にはそれが（
ｆ、−ｆｄ）となる。

このように構成されたものにあって、本発明では、第１
の基本周波数ｆ０と第２の基本周波数ｆ　、ｔとの間に
一定の周波数差ｆ　ｓ　（ｆ　ｓ）ｆ　ｄ）を設け１次
式の関係となるようにしている。

ｆ０＝ｆ、’＋ｆｓ　　　　　　　　　−・＝　（３）
したがって、（２）、（３）式の関係からｆｄ’＝ｌｆ
ｓ±ｆｄ＋　　　　　　　　−（４）となり、処理回路
９″において周波数計８で測定されたみかけ上のドプラ
周波数ｆｄ’から予め知り得る一定の周波数ｆｓを差し
引くことにより真のドプラ周波数ｆｄが求められ、（１
）式の関係から目的とする相対速度Ｖがわり出されるこ
とになる。

しかしてこのようなものでは、物標Ｏとの相対速度Ｖが
非常に小さくなってＶ→０すなわち真のドプラ周波数ｆ
ｄがｆｄ→０となってもミキサ６からはみかけ上のドプ
ラ周波数ｆｄ″（：ｆｓ）が得られるため、周波数計８
によりそのドプラ周波数ｆｄ″の測定を容易にかつ精度
良く行なうことができるようになる。この点、第２図に
示す従来のものではＶ→０となるとミキサ６の出力がｆ
ｄ→０となり、周波数計８によるレンジが低下して微小
なドプラ周波数ｆｄを精度良く測定することができなく
なってしまう。

また本発明によるドプラ速度計では、周波数計８によっ
て測定されるみかけ上のドプラ周波数ｆｄ’には真のド
プラ周波数ｆｄに対して比較的大きな一定周波数ｆｓが
相乗されているため、微小ノイズ等の混入の影響をなく
すことができるようになる。

その際、ローパスフィルタ７の後段にｆｄ’近傍のバン
ドパスフィルタを設けることにより、余分な周波数成分
をカットさせることが可能である。

さらに本発明によるドプラ速度計では、処理回路９′に
おいて１周波数計８によって測定されたみかけ上のドプ
ラ周波数ｆｄ’の大きさをみることにより、物６ｏが近
づいているのか遠ざかっているのかという方向性の判別
をなすことができる。

すなわち、（４）式の関係から、物標Ｏが近づいている
場合にはｆｄ’＝ｆｓ＋ｆｄとなってｆｄ’＞ｆｓとな
り、また物標０が遠ざかっている場合にはｆｄ’＝ｆｓ
−ｆｄとなってｆｄ’（ｆｓとなり、そのため測定され
たみかけ上のドプラ周波数ｆｄ’を一定周波数ｆｓと比
較することによって方向性が判別できるようになる。

抜果 以上１本発明によるドプラ速度計にあっては、特に物標
との相対速度に応じてドプラ周波数シフトを受けた反射
波の受信信号に基本周波数信号を混合させてビート周波
数を生じさせる際、送信時の基本周波数に対して一定の
周波数差をもった第２の基本周波数を混合させて一定の
周波数が相乗されたみかけ上のドプラ周波数を生じさせ
てそれを測定させるようにしているため、物標との相対
速度が小さくなっても精度良く、またノイズの影響を有
効に抑制しながら、相対速度を方向性をもって求めるこ
とができるという優れた利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるドプラ速度計の一実施例を示すブ
ロック構成図、第２図は従来のドプラ速度計を示すブロ
ック構成図である。 １．１１．１２・・・発振器　２．３・・・分波器　４
・・・送受信機　５・・・アンテナ　６・・・ミキサ　
７・・・ローパスフィルタ　８・・・周波数計　９，９
′・・・処理回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の基本周波数をもった信号波を物標に向けて発射さ
   せる手段と、物標からの反射波を受信する手段と、前記
   第１の基本周波数に対して一定の周波数差をもった第２
   の基本周波数と受信信号の周波数とを混合してみかけ上
   のドプラ周波数を生じさせる手段と、そのみかけ上のド
   プラ周波数を測定して物標との相対速度を求める手段と
   によって構成されたドプラ速度計。