JPWO2020044643A1 - Radio wave sensor - Google Patents
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Abstract
熱、光、降雨、降雪、風などの環境に左右されにくく、簡素な構造で小型・低消費を実現したセンサを提供する。アンテナ部は、水を透過する周波数帯、例えば300MHz帯の送信信号を放射するとともに、放射された送信信号が対象物で反射された反射信号を送信信号と共に受信する。受信部は、反射信号を送信信号でホモダイン検波して信号レベルの変化点を検出し、この変化点から約5〜15Hzの信号成分を抽出し、これにより対象物の有無又は対象物の動きを検知する。 We provide sensors that are compact and have low consumption with a simple structure that is not easily affected by the environment such as heat, light, rainfall, snowfall, and wind. The antenna unit emits a transmission signal in a frequency band that allows water to pass through, for example, a 300 MHz band, and receives the reflected signal reflected by the object together with the transmitted signal. The receiver detects the change point of the signal level by homodyne detection of the reflected signal with the transmission signal, extracts the signal component of about 5 to 15 Hz from this change point, and thereby determines the presence or absence of the object or the movement of the object. Detect.
Description
本発明は、近距離に存在する対象物の動きを検知可能な電波式センサに関する。 The present invention relates to a radio wave sensor capable of detecting the movement of an object existing at a short distance.
数10cm〜数mの動体を検出する近距離用動体検知センサが知られている。近距離用動体検知センサは、近年、低コスト、省電力、小型化が進んでおり、それを搭載した電子機器の利便性の拡大が期待されている。例えば特許文献1には、車両に近づいた運転者の動きを検知してその車両のドア開閉を自動で行う制御装置が開示されている。特許文献1に開示された制御装置は、車両のドア付近に設けられた近距離用動体検知センサで運転者の有無及び動作を検出する。そして、ドアが作動中か否かを判定し、判定結果に基づいてドアの開閉制御を行っている。
A short-distance moving object detection sensor that detects a moving object of several tens of centimeters to several meters is known. In recent years, short-distance motion detection sensors have been reduced in cost, power saving, and miniaturization, and it is expected that the convenience of electronic devices equipped with them will be expanded. For example,
特許文献1に開示された制御装置は、車両に取り付けられるので、近距離用動作検知センサのケースに水、氷、雪、泥などが付着することがある。また、水アカが堆積したり、水アカが膜化することがある。そのため、動体を検知する感度が低下して、制御装置が正しく動作しない場合がある。このような現象は、赤外線式センサ、静電容量式センサ、画像式のセンサなど、非接触型のセンサにおいても同様に生じる。
Since the control device disclosed in
本発明は、環境影響に左右されにくく、簡素な構造で小型・低消費電力を実現したセンサを提供することを主たる課題とする。 A main object of the present invention is to provide a sensor that is not easily affected by environmental impacts and has a simple structure and is compact and has low power consumption.
本発明は、例えば水(水分を含む物質を含む)を透過する周波数帯の電波を使用する電波式センサに適用することで、上記課題を解決する。この電波式センサは、準ミリ波帯未満の周波数帯の送信信号を放射し、かつ、放射された前記送信信号が対象物で反射された反射信号と、前記送信信号と、を受信するアンテナ部と、前記アンテナ部で受信した前記反射信号を前記送信信号でホモダイン検波して信号レベルの変化点を検出する検出部と、前記検出部で検出された前記変化点から前記送信信号の周波数帯よりも低い所定周波数帯の信号成分を抽出し、これにより前記対象物の有無又は前記対象物の動きを検知する検知部と、を有する。 The present invention solves the above problems by applying it to, for example, a radio wave sensor that uses radio waves in a frequency band that transmits water (including a substance containing water). This radio wave type sensor emits a transmission signal in a frequency band lower than the quasi-millimeter wave band, and receives the reflected signal reflected by the object and the transmission signal. From the detection unit that detects the change point of the signal level by homodyne detection of the reflected signal received by the antenna unit with the transmission signal and the frequency band of the transmission signal from the change point detected by the detection unit. It also has a detection unit that extracts a signal component in a predetermined frequency band, which is also low, and thereby detects the presence or absence of the object or the movement of the object.
本発明によれば、環境影響に左右されにくく、簡素な構造で小型・低消費電力を実現したセンサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a sensor that is not easily affected by environmental influences, has a simple structure, and is compact and has low power consumption.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。本実施形態では、本発明を電波式センサに適用した場合の例を示す。電波式センサは、対象物の有無、位置、動きなどの検知に電波を用いるセンサであり、熱、光、風など、電波伝搬に支障が生じない環境の影響に左右されにくいという利点がある。しかし、水は固相でも液相でも誘電体として作用するため、例えば雨、霧、雪、水滴、氷(以下、「水」と総称)などは誘電体として作用する。従って、これらが対象物との間に存在し、特に電波式センサのケースに付着すると、使用する信号の周波数によっては、伝搬損失が大きくなり、対象物を正しく検知できない場合がある。 Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a radio wave sensor is shown. The radio wave type sensor is a sensor that uses radio waves to detect the presence, position, movement, etc. of an object, and has an advantage that it is not easily affected by environmental influences such as heat, light, and wind that do not hinder radio wave propagation. However, since water acts as a dielectric in both the solid phase and the liquid phase, for example, rain, fog, snow, water droplets, and ice (hereinafter collectively referred to as "water") act as a dielectric. Therefore, if these exist between the object and the object, and particularly adhere to the case of the radio wave sensor, the propagation loss becomes large depending on the frequency of the signal used, and the object may not be detected correctly.
電波式センサは、小型化並びに十分な検出精度を確保する観点から10.5GHz帯、24GHz帯、79GHz帯などの準ミリ波帯及びミリ波帯で使用するものが主流であるが、このような高い周波数帯では、水の影響により、電波が透過しにくくなる。そのため、電波式センサのケース表面に撥水加工を施す、ヒーターを内蔵して結露等を防ぐ等の対応が必要となる。使用周波数を低くすれば、水による電波の伝搬損失は小さくなる。しかし、使用周波数を低くすると、波長λが長くなるので、アンテナ素子のサイズが大きくなり、検出精度も低くなる。
そこで、本実施形態では、アンテナ素子のサイズを大きくすることなく、水による環境影響にも左右されない電波式センサの例を説明する。Radio wave sensors are mainly used in quasi-millimeter wave bands such as 10.5 GHz band, 24 GHz band, 79 GHz band and millimeter wave band from the viewpoint of miniaturization and ensuring sufficient detection accuracy. In the high frequency band, the influence of water makes it difficult for radio waves to pass through. Therefore, it is necessary to take measures such as applying a water-repellent finish to the case surface of the radio wave sensor and incorporating a heater to prevent dew condensation. The lower the frequency used, the smaller the propagation loss of radio waves due to water. However, when the frequency used is lowered, the wavelength λ becomes longer, so that the size of the antenna element becomes larger and the detection accuracy becomes lower.
Therefore, in the present embodiment, an example of a radio wave sensor that is not affected by the environmental influence of water without increasing the size of the antenna element will be described.
本実施形態の電波式センサは、箱状のケース100に、後述するセンサモジュールを収容して構成される。図1Aは電波式センサ(ケース100)の正面図、図1Bは側面図、図1Cは背面図である。
ケース100は、長辺Wが40mm、短辺Dが20mm、高さH1が5.0mmの樹脂製であり、背面には、電波式センサを搭載する電子機器側の回路との電気的接続用のコネクタ110が設けられている。コネクタ110は、イネーブルピン、電源Vccピン、後述する出力ピン、二つのGND(接地)ピンが、ほぼ2mmピッチで配置されている。イネーブルピンが論理Highでセンサモジュールが動作し、論理Lowでスタンバイとなる。コネクタの先端までを考慮した高さH2は約9.5mmであり、ミリ波帯を用いた一般的な電波式センサよりも十分小型である。
このような端子出力のほか、コネクタ110の代わりに多芯ケーブルを接続してケーブル出力としても良い。The radio wave type sensor of this embodiment is configured by accommodating a sensor module described later in a box-
The
In addition to such terminal output, a multi-core cable may be connected instead of the
図2は、ケース100に収容されるセンサモジュールの機能構成図である。センサモジュールは、送信部10、アンテナ部20及び受信部30を有する。送信部10は、発振器11、フィルタ12及び可変減衰器13を縦列接続して構成される。発振器11は300MHz(実際には300MHzに対して5MHz程度の変動がある)の送信信号を発振する。この送信信号は連続波である。
300MHzの発振器11を用いるのは、それが携帯通信機、キーレスエントリー、ワイヤレスマイク、アマチュア無線などで使用される汎用品であり、使用できる半導体の種類が多く、設計が容易になるほか、コスト面でも有利だからである。FIG. 2 is a functional configuration diagram of the sensor module housed in the
The 300 MHz oscillator 11 is used as a general-purpose product used in mobile communication devices, keyless entry, wireless microphones, amateur radio, etc., and there are many types of semiconductors that can be used, which facilitates design and costs. But it is advantageous.
フィルタ12は、送信信号の高調波成分を除去する。可変減衰器13は、フィルタ12を通過した送信信号の出力レベルを電波法による制限のない微弱電力、例えば−45dBm以下に調整してアンテナ部20へ出力する。
The
アンテナ部20は、アンテナ素子21と分配器22とを一体化したものである。これについては後で詳しく説明する。分配器22は、送信部10からの送信信号をアンテナ素子21へ出力するとともに、受信部30へも出力する。また、分配器22は、アンテナ素子21で受信した対象物からの反射信号を受信部30へ出力する。
The
受信部30は、増幅器31、ミキサ32及びアクティブフィルタ33を有する。増幅器31は、送信部10からの送信信号と反射信号とが入力され、それぞれの信号を増幅してミキサ32へ出力する。増幅器31は、300MHz帯の信号を増幅可能な低ノイズ高周波増幅器である。
The receiving
ミキサ32は、送信信号をローカル(基準信号)、反射信号を対照信号としてホモダイン検波することにより、検波信号321を出力する。ミキサ32は、一般的にはダイオードで構成されるが、バイポーラトランジスタを使って増幅度(利得)を有する回路とすることもできる。
The
検波信号321の波形例を図3に示す。検波信号321は、対象物の動きに起因するドップラー効果が表れたドップラー信号となる。ドップラー効果は、信号レベルが変化した時点の変化点(変位部)3211の周波数成分として表れる。この周波数成分は、送信信号(300MHz)よりも低い、用途に応じて定めた所定周波数帯のものとなる。
An example of the waveform of the
ミキサ32から出力される検波信号321は、アクティブフィルタ33に入力される。アクティブフィルタ33は半導体で構成され、検波信号321からドップラー信号の信号レベルが変化した時点の所定周波数帯の信号を例えば帯域通過フィルタを通過させることで抽出し、所定の信号レベルに増幅した後、検出信号331として出力ピン40へ出力する。
半導体にはオペアンプ(差動増幅器)を使用することができるが、増幅器(低周波増幅器)とパッシブフィルタを組み合わせて構成しても良い。所定の周波数帯は、本発明者の実験の結果、約5Hz〜15Hzが最も動体検出に適していたことを確認している。The
An operational amplifier (differential amplifier) can be used for the semiconductor, but an amplifier (low frequency amplifier) and a passive filter may be combined and configured. As a result of the experiment of the present inventor, it has been confirmed that about 5 Hz to 15 Hz is most suitable for moving object detection in a predetermined frequency band.
一般に、ドップラー効果は、ドップラー信号の一周期以上の正弦波の全体波形を検波することで得られる。従って、ドップラー信号を基に対象物の動きを検知しようとする場合、対象物が送信信号の1波長以上の距離(300MHzでは約1m)以上移動することが条件となる。そのため、対象物の移動距離が送信信号の波長より短いと、ドップラー信号を正確に検知することができない。
これに対して、本実施形態のセンサモジュールでは、ドップラー信号の全体波形の一部である信号レベルの変化点3211の周波数成分だけを抽出する。そのため、ドップラー信号の全体波形を検波する必要がなく、送信信号の1波長(本例では約1m)に対して対象物の移動距離が短い動きであっても検知可能となる。例えば15cm程度の移動距離であってもその動きを検知することができる。Generally, the Doppler effect is obtained by detecting the entire waveform of a sine wave for one cycle or more of the Doppler signal. Therefore, when trying to detect the movement of an object based on the Doppler signal, it is a condition that the object moves a distance (about 1 m at 300 MHz) or more of one wavelength or more of the transmission signal. Therefore, if the moving distance of the object is shorter than the wavelength of the transmission signal, the Doppler signal cannot be detected accurately.
On the other hand, in the sensor module of the present embodiment, only the frequency component of the signal
対象物の動きの検知は、例えば、検出信号331をアナログ・デジタル変換器でデジタル信号に変換し、変換後の検出信号331を例えばDSP(digital signal processor)で検知処理を行うことにより実現可能である。アナログ・デジタル変換器及びDSPは、本例では、コネクタ110のうち出力ピン40と導通する後段回路として備えることを想定しているが、アクティブフィルタ33と出力ピン40との間に介挿させても良い。
Detection of the movement of an object can be realized, for example, by converting the
次に、アンテナ部20について詳しく説明する。図4は、アンテナ部20の詳細構成図である。また、図5Aはセンサモジュールの実装状態の正面図、図5Bは側部断面図、図5Cは背面図である。アンテナ部20のアンテナ素子21は、一つの平面上、例えばプリント基板1の上部露出部位に、それぞれ導電パターンで形成された送信エレメント211と受信エレメント212とをそれぞれ近接させて配置したものである。
Next, the
プリント基板1には、厚み0.6mmのFR(Flame Retardant Type)−4を用いることができる。プリント基板1のアンテナ素子21以外の部位には、上記の送信部10及び受信部30の構成部品が実装されている。プリント基板1は表裏面を有し、送信部10及び受信部30の構成部品は、その一方の面、例えば表面に実装された後、シールドケース2を装荷して外来からのノイズの影響を受けないようにしてある。
For the printed
送信エレメント211と受信エレメント212は、実装状態では、好ましくは、その一部がカーブあるいはコーナーを含む形状を有する。カーブの曲率やコーナーの角度に特段の制限はない。コーナーの角度は例えば90度とすることができる。本実施形態では、図5A,図5Bに示されるように、送信エレメント211と受信エレメント212とは、90度のコーナーを複数有する形状、あるいはメアンダモザイク(meander mosaic)形状を有する。一方のエレメントにおいてこれらのコーナーによって形成される間隙部分に、他方のエレメントが同じ面内では互いに交差しないように配置される。図示されるように、受信エレメント212は、プリント基板1の表面に形成され、受信エレメント212の一部である直線部2120は、送信エレメント211と交差しないように、プリント基板1の裏面側に形成される。受信エレメント212のその他の部分は、プリント基板1の表面側に形成される。受信エレメント212の裏面側に形成された直線部2120と、表面側に形成されたその他の部分とは、ビアホールなどで導通が可能である。
送信エレメント211と受信エレメント212の各々の先端2111,2121は、所定間隔で向き合うように形成される。そのため、送信エレメント211と受信エレメント212とが互いに電気的に結合する。結合度は、間隔Pにより調整することができる。これにより、上記の分配器22がアンテナ素子21と一体化する。すなわち、アンテナ部20の入力部INから入力された送信信号S211は、送信エレメント211から対象物に向けて放射されるが、電気的な結合によりその一部が受信エレメント212に伝達され、出力部OUTに到達する。出力部OUTには、受信エレメント212で受信された反射信号S212も到達する。このように、分配器22を別途設ける必要がないため、アンテナ部20の小型化が可能になり、構成も簡略化される。In the mounted state, the transmitting
The
本実施形態では、送信エレメントと受信エレメントとを共用にするのではなく、これらを別体にすることで、アンテナ特性を異なるものに設定することも可能であるという効用がある。例えば、微弱電波を用いた近距離通信を実現するために、送信エレメント211については放射効率を低くして実効輻射電力を小さくする一方、受信エレメント212については、検出性能を高めるために放射効率を大きくするという需要に対応することができる。
この場合、送信エレメント211の長さをL1、受信エレメント212の長さをL2とすると、放射効率の観点からはL1<L2にすることが望ましい。また、アンテナ素子21の全体の長さ(L1+L2)は、送信信号(反射信号も同様)の波長λの略1/4又は略3/8にする。一例では、送信エレメント211の長さL1は略1/8λ、受信エレメント212の長さL2は略1/4λに設定される。本例では、L1を65mm、L2を142mm、パターン幅Wを0.2mm、エレメント間隔Pを1mmとし、プリント基板1の上半分の表裏面に配置した。In the present embodiment, the transmitting element and the receiving element are not shared, but by separating them, it is possible to set different antenna characteristics. For example, in order to realize short-range communication using weak radio waves, the radiation efficiency of the transmitting
In this case, assuming that the length of the transmitting
送信エレメント211の先端2111と受信エレメント212の先端2121とを離間させているのは、両者を連結させるとループ状エレメントとして動作するためである。このような動作を容認する場合、全体の長さとして波長λの長さが必要となり、大きな面積を要することになるため、このような動作態様を回避したものである。
The reason why the
図6Aは、電波式センサのケース100の幅広面(表面及び背面)を大地に対して水平に設置したときのアンテナ素子21の指向特性例を示すグラフである。このグラフにおいて0度は、図6Bに示すように、ケース100の幅広面に対して鉛直上方の角度、180度は鉛直下方の角度であり、両方の角度を含む面が垂直面Vとなる。また、90度及び−90度は、ケース100の幅広面と平行の角度であり、両方の角度を含む面が水平面Hとなる。図6Aのグラフにおいて、破線62は水平面Hの指向特性を示すパターン、実線61は垂直面Vの指向特性を示すパターンとなる。
FIG. 6A is a graph showing an example of the directivity characteristics of the antenna element 21 when the wide surfaces (front surface and back surface) of the
次に、本実施形態の電波式センサの動作例について説明する。ここでは、図7Aに示すように、使用者の手がケース100の15cm上を横切る動きをしたものとする。図7Bはこのときの検波信号321がアクティブフィルタ33に入力され、検出信号331が出力される状態を示す。この検波信号321と検出信号331の波形例を同じスケールで示したのが図7Cである。図7Cの縦軸は信号成分の振幅、横軸は時間である。
Next, an operation example of the radio wave sensor of the present embodiment will be described. Here, as shown in FIG. 7A, it is assumed that the user's hand moves across 15 cm above the
検波信号321は、信号レベルの変化点の周波数成分である15Hzを含むドップラー信号であるが、周波数は300MHzである。これに対して、検出信号331は、検波信号321から15Hzの周波数成分だけを抽出して増幅したものであり、手の動きを忠実に捉えた波形となっている。便宜上、検波信号321をアクティブフィルタ33によらず、単純に増幅したときの信号波形322を図8上段に示す。図8の下段波形は図7C下段の検出信号331の波形である。図8の縦軸は信号成分の振幅、横軸は時間である。
このように、アクティブフィルタ33を用いない場合は、図8上段波形に示されるように、ノイズが多く、多数の周波数成分が重畳されているので、手の動きを識別するのが困難となる。しかし、アクティブフィルタ33を用いることにより、波形成形された検出信号331が出力されることがわかる。The
As described above, when the
検波信号321(ドップラー信号)の信号レベルの変化点は、図9に示すように、平常時から動きが始まる第1変化点(立ち上がり)3211と、動きが止んで平常時に戻る第2変化点(立ち下がり)3212とがある。前者は、図3に示した変化点3211と同じであり、これまでの説明は、この第1変化点3211における周波数成分だけを抽出する例に関する。しかし、第2変化点3212だけ、あるいは第1変化点3211と第2変化点3212のうち抽出容易な一方、あるいは、双方の周波数成分を抽出するようにしても良い。
As shown in FIG. 9, the change points of the signal level of the detection signal 321 (Doppler signal) are the first change point (rising point) 3211 in which the movement starts from normal times and the second change point (rising point) 3211 in which the movement stops and returns to normal times. There is a fall) 3212. The former is the same as the
<実施形態の効果>
以上の通り、本実施形態では、300MHz帯の電波によるドップラー効果を利用するので、ミリ波又は準ミリ波を用いた従来の電波式センサ、あるいは、赤外線式、静電容量式、画像式のセンサに比べて水や泥の有無などに左右されにくくなる。そのため、例えば寒冷地仕様車両のドアの自動開閉用のセンサとしての用途はもとより、水中あるいは雪の中に埋没した状態でも対象物を検知することができる。また、汚れなどによるケース100などのメンテナンス(清掃)なども不要となるため、従来使用が難しかった屋外や水回り場所、露や霜などが付く保管庫などに設置することができ、センサやセンサ搭載機器の多様化や小型化、省電力化に貢献することができる。<Effect of embodiment>
As described above, since the Doppler effect of radio waves in the 300 MHz band is used in the present embodiment, a conventional radio wave type sensor using millimeter waves or quasi-millimeter waves, or an infrared type, capacitance type, or image type sensor is used. Compared to the above, it is less affected by the presence or absence of water and mud. Therefore, for example, it can be used not only as a sensor for automatically opening and closing the door of a cold region specification vehicle, but also can detect an object even when it is buried in water or snow. In addition, since maintenance (cleaning) of the
また、エレメント間の電気的な結合を利用することで分配器22をアンテナ素子21と一体化させることにより、電波式センサの小型化、構成の簡素化に寄与することができる。
Further, by integrating the
本実施形態では、また、アンテナ部20で取得した反射信号を送信信号でホモダイン検波してドップラー信号である検波信号321を出力し、この検波信号321の信号レベルの第1変化点3211を検出する。更に、検出された第1変化点3211から所定周波数帯、例えば約5Hz〜15Hzの信号成分を抽出し、これにより対象物の有無又はその動きを検知するので、対象物の小さな動きでも検出が可能となる。
例えば磁気式センサなどに比べて消費電力も大幅に低下する。本実施形態の電波式センサは、例えば3Vの電源で動作し、電力消費も10mA程度なので、例えば汎用の乾電池で動作させることもできる。検出範囲も、静電容量式センサや磁気式センサに比べ検出距離を大きくとることができる。また、電圧及び消費電力が小さいことから、多くの国においては本実施形態の電波式センサを使用するためにライセンスを取得する必要がないので、搭載機器の種類や用途制限なく安心して使用することができる。In the present embodiment, the reflected signal acquired by the
For example, the power consumption is significantly reduced as compared with a magnetic sensor or the like. The radio wave sensor of the present embodiment operates with, for example, a 3V power supply and consumes about 10 mA, so that it can be operated with, for example, a general-purpose dry battery. As for the detection range, the detection distance can be made larger than that of the capacitance type sensor or the magnetic type sensor. In addition, since the voltage and power consumption are small, it is not necessary to obtain a license to use the radio wave sensor of this embodiment in many countries. Can be done.
本実施形態では、また、アンテナ部20のアンテナ素子21を、送信エレメント211と受信エレメント212とを別体とし、それぞれのアンテナ特性を独自に設定することができる。従って、微弱な電力を用いた近距離通信に適したセンシングが容易になるなど、全体のアンテナ特性を用途に応じてフレキシブルに変更することができる。
In the present embodiment, the antenna element 21 of the
<変形例>
本実施形態では、センサモジュールのうち、アンテナ素子21を送信エレメント211と受信エレメント212とで構成し、両エレメント211、212を近接して配置することで電気的に結合させ、これにより分配器22をアンテナ素子21と一体化した場合の例を説明した。しかし、本発明の実施の態様は、このような形態に限定されるものではない。例えば、センサモジュールのアンテナ素子を、送信系と受信系とに物理的に離間して配置することも可能である。
図10はこの場合のセンサモジュールの機能構成図である。便宜上、図2に示したセンサモジュールと同機能の構成部品については同じ符号を付してある。<Modification example>
In the present embodiment, among the sensor modules, the antenna element 21 is composed of the transmitting
FIG. 10 is a functional configuration diagram of the sensor module in this case. For convenience, the components having the same function as the sensor module shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
図10に示すセンサモジュールでは、分配器22を、送信エレメント211と可変減衰器13との間に設ける。また、ホモダイン検波用の送信信号は、この分配器22で分配し、増幅器41で増幅した後にミキサ32へ供給する。このような構成でも、アクティブフィルタ33は、本実施形態と同様に動作するので、水による環境影響を受けにくく、かつ、対象物の小さな動きを検知することができる。
In the sensor module shown in FIG. 10, the
本実施形態では、発振器11として、汎用品である300MHz帯の発振器を使用した例について説明したが、水を透過する周波数の電波であれば、それ以下の周波数帯の発振器であっても良いし、準ミリ波帯未満の周波数帯の発振器の使用を排除するものではない。 In the present embodiment, an example in which a general-purpose 300 MHz band oscillator is used as the oscillator 11 has been described, but an oscillator having a frequency band lower than that may be used as long as it is a radio wave having a frequency that allows water to pass through. , The use of oscillators in frequencies below the quasi-millimeter wave band is not excluded.
Claims (5)
前記アンテナ部で受信した前記反射信号を前記送信信号でホモダイン検波して信号レベルの変化点を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記変化点から前記送信信号の周波数帯よりも低い所定周波数帯の信号成分を抽出し、これにより前記対象物の有無又は前記対象物の動きを検知する検知部と、を有する、
電波式センサ。An antenna unit that emits a transmission signal in a frequency band less than the quasi-millimeter wave band and receives the reflected signal reflected by the object and the transmitted signal.
A detection unit that detects the change point of the signal level by homodyne detection of the reflected signal received by the antenna unit with the transmission signal.
A detection unit that extracts a signal component in a predetermined frequency band lower than the frequency band of the transmission signal from the change point detected by the detection unit, thereby detecting the presence or absence of the object or the movement of the object. Have,
Radio wave sensor.
前記受信エレメントは、前記反射信号を受信するとともに、前記送信エレメントから前記送信信号を受信する、
請求項1に記載の電波式センサ。The antenna portion has a transmitting element and a receiving element that are close to each other so as to be electrically coupled to each other.
The receiving element receives the reflected signal and also receives the transmitting signal from the transmitting element.
The radio wave type sensor according to claim 1.
請求項2に記載の電波式センサ。The antenna characteristics of the transmitting element and the receiving element are different from each other.
The radio wave sensor according to claim 2.
前記受信エレメントの長さが前記送信エレメントの長さよりも長く、かつ、
前記送信エレメント及び前記受信エレメントの電気的な結合による合成のアンテナ長が、前記送信信号の波長の略1/4又は略3/8である、
請求項2又は3に記載の電波式センサ。The transmitting element and the receiving element are arranged apart from each other so that their tips face each other.
The length of the receiving element is longer than the length of the transmitting element, and
The combined antenna length of the transmitting element and the receiving element by electrical coupling is approximately 1/4 or approximately 3/8 of the wavelength of the transmitting signal.
The radio wave type sensor according to claim 2 or 3.
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電波式センサ。The predetermined frequency band is a frequency band of about 5 Hz to 15 Hz.
The radio wave sensor according to any one of claims 1 to 4.
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