WO2007080634A1 - 侵入物検知システム、侵入物検出方法及び不具合検出方法 - Google Patents

Abstract

　漏洩ケーブル及びその関連機器に発生した不具合によって、受信機での受信信号が変動した場合に、侵入物として誤検知することなく、障害であると判断し、また、障害のある位置を割り出す方法を提供することを目的として、送信信号の送出時刻から受信信号の受信時刻までの遅延時間と、電波放射手段２０１及び電波受信手段３０１における受信信号の伝送の経由位置による伝送経路の距離との対応付けによって、電波放射手段２０１及び電波受信手段３０１の給電端からの距離対して受信信号を対応付けたレンジビンのうち、遠端に対応するレンジビンについて、送信信号に比べての受信信号の振幅の減少幅が所定の比率を超えていれば、電波放射手段２０１又は電波受信手段３０１のいずれかに不具合があると判定するようにした。

Description

明 細 書

侵入物検知システム、侵入物検出方法及び不具合検出方法

技術分野

[0001] この発明は、漏洩同軸ケーブルなどの電波放射ケーブルの周辺に発生させた電界 の変動を観測することで、電波放射ケーブルの周囲に接近又は通過する侵入物を 検知するときに、電波放射ケーブルに障害が発生した場合でも、この障害による誤動 作を防ぎ、障害が発生したことを検出できるようにした侵入物検知システムに関するも のである。

背景技術

[0002] 漏洩同軸ケーブル等のケーブル状の電波放射手段（以下、漏洩ケーブルと呼ぶ） を用いる侵入検知システムは、次のような原理に基づく。

例えば、漏洩ケーブルを敷地の外周を覆う様に配置すれば、敷地の周辺が監視ェ リアとなる。そして、漏洩ケーブルの周辺に電界を発生しておけば、侵入物が敷地を 越えようとすれば、漏洩ケーブルによって形成された電界領域を横切ることになり、侵 入物によって電界変動が生じる。この電界変動を捉えると共に電界変動が発生した 位置を検出することで、侵入位置を割り出すことができる。

[0003] 電界変動による侵入物の検出は、例えば、次のように構成される。

送信用の漏洩ケーブルの一方の端点を給電端として、この給電端カゝらパルス波か らなる信号を入力して漏洩ケーブルから電波として放射する。この送信用の漏洩ケー ブルと一定間隔の間を開けて、受信用の漏洩ケーブルが配置されて、送信用の漏洩 ケーブルから放射された電波を受信する。受信用の漏洩ケーブルは、送信用の漏洩 ケーブルの給電端と同じ側の端点に受信機が接続されている。この受信機で、受信 用の漏洩ケーブルが受信した電波の信号を受信する。

漏洩ケーブルの給電端に近!ヽ位置で放射、受信される電波を介する信号は早く受 信機に到達し、給電端から離れて終端に近い位置を経由する信号ほど遅れて受信 機に到達する。つまり、受信機に入力された受信信号であるパルス波は、送信したも のに比べて時間的に引き伸ばされた波形となる。 この時間的に引き伸ばされた受信信号のエンベロープを観測すると、侵入があった 場合、侵入場所に対応した部分のエンベロープが振幅変動する。この振幅変動から 侵入物の存在を検知し、エンベロープの変化した場所カゝら侵入位置を割り出すもの である (例えば、特許文献 1参照)。

[0004] 特許文献 1 :特開平 10— 95338号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 従来の侵入検知システムは、以上のように構成されて ヽたので、受信機での受信 信号の変化を観測して、変化があれば侵入物と判別するが、受信機での受信信号の 変化が何に起因するのかは問題として 、な 、。侵入物以外にも受信機での受信信 号を変動させる要因があるが、従来の侵入検知システムでは侵入物以外の要因によ る受信機での受信信号の変動でも侵入物と判別してしまう問題がある。

[0006] 侵入物以外の受信信号の変動要因としては、漏洩ケーブルの導体の損傷がある。

漏洩ケーブルの導体に損傷がある場合、損傷個所で信号の反射があり、通過した 信号の強度は減少する。つまり、信号が変化する。損傷箇所が、送信側であっても、 受信側であっても、結局、信号強度の変化は最終的な受信機での受信信号の変化 となる。そのため、損傷によって受信機での受信信号は変化し、この受信機での受信 信号の変化は侵入物として判別される。つまり、漏洩ケーブルの導体の損傷は、侵入 物として判別されることになる。

[0007] 他の侵入物以外の受信信号の変動要因としては、スロットの損傷がある。

漏洩同軸ケーブルなどのケーブル状の電波放射手段及びケーブル状の電波受信 手段には、スロットと呼ばれる導体シールド上に形成された切り込みが存在する。漏 洩導波管であっても、同様な切り込みが存在する。このスロットが損傷し、例えば切り 込みが広がった場合、送信又は受信性能に影響がでる。そのため、送信レベル又は 受信レベルが変化する。この場合でも、結局受信機での受信信号が変化するため、 侵入物として判別される問題がある。

[0008] また、漏洩ケーブルの周囲の環境の変化によっても、受信機での受信信号が変動 することがあり、受信機での受信信号の振幅の低下だけで損傷を判別する場合に、 問題が発生することがある。

例えば、降雨などにより地面や壁の反射率が変化してマルチパスの環境が変化し た場合、場合によっては直接波と反射波の位相関係で信号が打ち消しあい、受信機 での受信信号の振幅が部分的に減少する場合がある。この場合、受信機での受信 信号の振幅の低下だけで損傷を判別すると誤判定の原因となる。

[0009] また、漏洩ケーブルの終端には、不要な電波の反射を抑える終端器を接続する場 合がある。何らかの原因、例えば経年変化などで、終端抵抗が変化した場合も、結局 、受信機での受信信号が変化する。その為、終端器の故障が原因でも侵入物として 判別される問題がある。

[0010] 以上のように、従来の侵入検知システムでは漏洩ケーブルやそれに接続される終 端器に損傷が発生した場合や、周囲の環境が変化した場合に、これを侵入物として 誤って判別する問題があった。

また、当然ながら、送受信端力も見てどの位置で損傷があつたかを検出することは 出来ない。さらに、損傷が送信側か受信側なのかを判別することはできない。

[0011] 本発明は、漏洩ケーブル又はこの漏洩ケーブルに接続される終端器に発生した損 傷、破断、亀裂、又は漏洩ケーブルの周囲の環境の変化によって、受信機での受信 信号が変動した場合に、侵入物として誤検知することなぐ障害であると判断する方 法を提供する。また、障害のある位置を割り出す方法を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段

[0012] ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として他方の端を遠端として、スぺタト ル拡散信号を重畳した送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、この 電波を電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で受信して、 電波受信手段の給電端側の端で受信信号を受信するようにして、送信信号の送出 時刻から受信信号の受信時刻までの遅延時間と、電波放射手段及び電波受信手段 における受信信号の伝送の経由位置による伝送経路の距離との対応付けによって、 電波放射手段及び電波受信手段の給電端からの距離に対応付けたレンジビンにつ いて、送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列と、受信信号から抽出したスぺタト ル拡散信号の符号系列とを照合して各レンジビンの受信信号を決定して、遠端に対 応するレンジビンにっ 、て、送信信号に比べての受信信号の振幅の減少幅が所定 の比率を超えて 、れば、電波放射手段又は電波受信手段の!/、ずれかに不具合があ ると判定するようにした。

また、それぞれのレンジビンにっ 、て送信信号に比べての受信信号の振幅の減少 幅を判定して、減少幅が所定の比率を超えているレンジビンのうち、給電端にもっとも 近い位置に対応するレンジビンを検出して、電波放射手段又は電波受信手段のい ずれかの当該レンジビンに対応する位置に不具合があると判定することを特徴とする 不具合検出方法。

発明の効果

[0013] 侵入物を検知できると共に、漏洩ケーブルの障害を検知できる。これにより、侵入物 だけでなぐケーブルの破損による電界電動を検出できるようになり、ケーブルの損 傷による電界変動を侵入物と誤検知することを防ぐことが可能となる。また、不具合の 有無だけではなぐ位置も検出できるようになる。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 実施の形態 1.

図 1に、本発明の実施の形態 1の装置の構成を説明するブロック図を示す。

センサー 100の信号発生手段 110から出力した信号は、漏洩ケーブル 201から電 波として放射されて、漏洩ケーブル 301で受信される。受信した信号をセンサー 100 の信号受信手段 120で受信して、信号復調手段である相関器 130で復調して結果 をメモリー 140に書き込む。書き込まれた結果を CPU150上で実行されるソフトゥェ ァで解析することで、侵入検知及び漏洩ケーブル 201又は漏洩ケーブル 301の不具 合検出を行う。

[0015] 信号発生手段 110は、 PN符号発生器 111、発振器 112、変調器 113及び増幅器 114力もなる。

PN符号発生器 111は CPU150の命令に従い、 PLL発振器 160の出力クロックを 基準に所定の PN符号を発生する。なお、 PN符号とはスペクトル拡散通信で通常用 いる、 M系列、 GOLD系列等の擬似拡散符号である。 PLL発振器 160は基準クロッ ク 170の出力を基準に所定の周波数のクロックを出力する。 PN符号発生器 111の出 力は変調器 113に入力される。変調器 113では基準クロック 170の出力を基準に動 作する発振器 112の出力を搬送波として PN符号発生器 111の出力を位相変調し、 増幅器 114に出力する。増幅器 114の出力は同軸ケーブル 202を通って漏洩ケー ブノレ 201〖こ人力される。

[0016] 漏洩ケーブル 201は、「ケーブル状の電波送信手段」であって、例えば漏洩同軸ケ 一ブル (LCX)を利用してもよ 、。同軸ケーブル 202から漏洩ケーブル 201に入力さ れた信号は、この漏洩ケーブル 201から空間中に電波として放射される。漏洩ケープ ル 201のセンサー 100とは反対側の端 (以下遠端と呼ぶ）には終端器 203が接続さ れて、送信されなカゝつた信号を吸収する。

[0017] 漏洩ケーブル 201から送信した電波は漏洩ケーブル 301で受信される。漏洩ケー ブル 301は漏洩ケーブル 201と同様の「ケーブル状の電波受信手段」である。漏洩 ケーブル 301は、一般的には漏洩ケーブル 201とほぼ平行に配置する力 完全に平 行にする必要はなぐ部分的に相互の間隔が広がったり、狭くなつたりしてもよい。漏 洩ケーブル 301のセンサー 100にとは反対側の端、すなわち遠端には終端器 303が 接続されて、漏洩ケーブル 301が受信した信号の内の、終端器 303に向カゝつて伝搬 する信号を吸収する。漏洩ケーブル 301が受信した信号の内のセンサー 100側に向 かって伝播する信号は、同軸ケーブル 302を通って、信号受信手段 120に入力され る。

[0018] 信号受信手段 120は、次に説明するフィルタ 121から直交復調器 127までの要素 で構成される。

[0019] フィルタ 121は、同軸ケーブル 302を通って入力される信号から、漏洩ケーブル 20 1が放射する電波のスペクトルとは異なる、不要なスペクトルの信号を除去して、増幅 器 122に入力する。増幅器 122は、入力された信号を所定のレベルまで増幅して、 乗算器 123に入力する。

[0020] 乗算器 123は、発振器 124の出力を局部信号として、増幅器 122の出力をミキシン グして、必要な周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタ（以下 BPFと呼ぶ） 1 25を介して AZD変翻126に出力する。 AZD変翻126は入力された信号を、 デジタル信号に変換して直交復調器 127に出力する。直交復調器 127は、ダイレクト •デジタル ·シンセサイザ（以下 DDSと呼ぶ） 128の出力を基にして、 AZD変換器 12

6の出力を直交検波する。

[0021] ここで、直交検波とは IZQ検波とも呼ばれるものであって、基準信号、ここでは DD

S 128の出力に対して、 AZD変換器 126からの入力信号の In— Phase成分（以下 I 成分と呼ぶ）と、 Quadrature成分（以下 Q成分と呼ぶ）とに分けるものである。直交検 波によって、搬送波が除去されて、ベースバンド成分が出力される。

[0022] なお、直交復調器 127の出力段には低域通過フィルタ (LPF)が入っており、高周 波帯の成分は除去されて、必要な低周波帯 (ベースバンド成分)のみが出力されるよ うに構成されている。

また、発振器 124は基準クロック 170の出力を基準に動作し、 AZD変翻126及 び DDS128は PLL発振器 180の出力するクロックを基に動作する。また、 PLL発振 器 180は基準クロック 170を基準に所定の周波数のクロックを出力する。

[0023] 信号受信手段 120の直交復調器 127の出力は、信号復調手段である相関器 130 に入力される。相関器 130は、直交検波により得られた、受信信号の I成分と Q成分 を検出するもので、 PN符号発生器 131、相関積分器 132及び相関積分器 133で構 成される。

[0024] PN符号発生器 131は、信号発生手段 110の PN符号発生器 111と同一の PN符 号系列を発生する。ただし、 PN符号発生器 131は、 CPU150の命令に従って、所 定の符号位相で PN符号を発生する機能がある。

符号位相とは、 PN符号系列のスタートビットである。例えば、使用する PN符号長が Lチップであって、これを PN (0)、 PN (1)、 · · ·、 PN (L— 1)と表した場合、 PN符号 発生器 111が PN (0)、 PN (1)、 PN (2)、 · · ·、 PN (L— 1)、 PN (0)、 · · ·と出力して いるときに、 PN符号発生器 131が PN (L— 1)、 PN (0)、 PN (1)、 · · ·、 PN (L— 2)、 PN (L— 1)、…という、 PN符号発生器 111の出力に対して、 1単位前にずれた PN 符号系列を出力すれば、符号位相は 1ということになる。

[0025] なお、所定の符号位相で PN符号系列を発生させる動作は、 PN符号系列がメモリ 一等に蓄積されているときには、読み出すアドレスの初期値を調整することで簡単に 実現できる。また、一般的な PN符号の生成方法である、帰還タップの付いたシフトレ ジスタを利用するときは、シフトレジスタの初期値を変更すれば良!、。

[0026] PN符号発生器 131の出力は、相関積分器 132及び相関積分器 133に入力される 。また、信号受信手段 120の直交復調器 127の出力のうち、 I成分は相関積分器 13 2へ、 Q成分は相関積分器 133に入力される。

相関積分器 132は、 PN符号発生器 131の出力と、直交復調器 127の I成分の出 力とを乗算して、その乗算結果をあらかじめ指定した期間だけ積分して出力する。こ の積分期間は PN符号の 1周期を単位として、その整数倍の値とする。

相関積分器 133は、 PN符号発生器 131の出力と、直交復調器 127の Q成分の出 力とを乗算して、その乗算結果を、相関積分器 132が積分する同じ期間だけ積分し て出力する。

[0027] この乗算と積分によりスぺ外ル逆拡散が実行される。相関積分器 132と相関積分 器 133とは、逆拡散された信号の I成分と Q成分とをそれぞれ出力する。

PN符号は、符号位相が 0のとき、すなわち位相にずれが無いときは相関値が非常 に大きくなる。一方、符号位相が 0以外のとき、すなわち位相がずれたときは、相関値 は非常に小さな値となる。位相がずれたときにどの程度小さな相関値となるかは、 PN 符号系列の内容やその符号長によって異なるが、符合長を十分長くすれば演算処 理上の問題とならない程度に小さくすることができる。

[0028] 信号送信手段 110から信号受信手段 120への信号伝送の経路において、漏洩ケ 一ブル 201から放射されて漏洩ケーブル 301で受信される位置の違いによって、信 号の伝搬距離に相違があり、信号の伝搬に遅延が発生する。前述の PN符号系列の 符号位相の相違は、主としてこの伝搬遅延時間により変化する。

そこで、本発明では、信号の送信力 受信までの伝搬時間を基準に受信信号を分 割したレンジビンを用いる。センサー 100の内部の回路での信号の伝搬遅延、漏洩 ケーブル 201及び漏洩ケーブル 301での信号の伝搬速度及び空間中の電波の伝 搬速度はあら力じめわ力るため、伝送遅延時間は漏洩ケーブル 201及び漏洩ケー ブル 301での位置に変換できる。したがって、各レンジビンは漏洩ケーブルの各位置 と対応付けができる。

[0029] つまり、 PN符号発生器 131の符号位相によって、任意の伝搬遅延時間の I成分及 び Q成分を得ることができる。このことから、各相関器 130は、その相関器 130で使用 する PN符号の発生の初期値に対応する一つのレンジビンの値を出力することになる 。相関器 130を多数用意して、それぞれ連続的に異なる符号位相を与えれば、漏洩 ケーブル 201のすベての位置を経由して受信される信号をカバーできる。

[0030] 各相関器 130の出力は、対応するレンジビンの I成分及び Q成分である。これら I成 分及び Q成分力も二乗和の平方根をとれば振幅が、逆正接をとれば位相が、それぞ れ得られる。

各レンジビンに対応する相関器 130の出力は直交検波結果 141として、メモリー 14 0に記憶される。つまり、メモリー 140には、すべてのレンジビンに対応する I成分及び Q成分が蓄積される。

図 2に示したように、 CPU150で動作する侵入物判別手段 151は、直交検波結果 1 41、すなわち I成分及び Q成分を参照して、侵入物情報 142を出力するが、その処 理は次のような動作により行う。

[0031] 侵入物判別手段 151は、各レンジビンの I成分及び Q成分から二乗和の平方根をと つて振幅を、また、逆正接をとつて位相を得るが、得られた振幅や位相の変化を監視 して、各レンジビンに対応する伝送遅延時間で受信される信号に侵入物による変動 が存在するかどうかを検知する。侵入物による変動は、各レンジビンに対応する信号 の振幅や位相が、実験などの方法によってあらかじめ定めた変化量よりも大きな変化 を示したことで判断する。

各レンジビンについて、侵入物による変動があると判断したときは、そのレンジビン に関する情報をメモリー 140に書き込む。

侵入物の検知結果は表示装置 400に表示される。

[0032] 以上説明した侵入物検知の動作を、図 3を用いて説明する。図 3は侵入物 500が、 この発明の侵入物検知システムの検知範囲に侵入した状態を示している。また、図 3 に示した漏洩ケーブル 201及び漏洩ケーブル 301の下に、各位置に対応するレンジ ビンの I成分と Q成分の値をそれぞれグラフとして示している。

[0033] 横軸は距離を示し、縦軸は I成分の大きさと Q成分の大きさとをそれぞれ示している 。グラフ中の丸印 611及び丸印 612は、侵入物 500がいる状態での、侵入物 500の 位置に対応するレンジビンの I成分の値と Q成分の値とをそれぞれ示して 、る。一方、 丸印 621と丸印 622とは、侵入物 500がいない状態での、当該レンジビンの I成分の 値と Q成分の値とをそれぞれ示して ヽる。

図示したように、侵入物があつたときは、侵入位置に対応したレンジビンの I成分と Q 成分が変動するため、この変動量をあら力じめ定めた閾値を用いて判定することによ り侵入物の有無の検知とその侵入物の位置検知が可能となる。

[0034] 次に、漏洩ケーブルの損傷などによる侵入物以外の原因による受信信号の変化を 判別する動作を説明する。

図 2に示したように、不具合検出手段 152は、 I成分及び Q成分を入力として、破断 などの不具合の有無を示す不具合生む情報を出力する。

不具合検出手段 152の動作は、メモリー 140に蓄積された I成分及び Q成分を用い て、漏洩ケーブルの破断などの不具合により、不具合のあった地点で信号が反射し てしまうことによる受信信号の変化を CPU150で動作する不具合検出手段 152で抽 出するものである。

[0035] 漏洩ケーブルの破断にっ 、て、破断が漏洩ケーブル 201に生じた場合は、破断点 力も終端側に向かって信号レベルが減少する。一方、漏洩ケーブル 301に破断が生 じた場合は、破断点から終端器の間で受信した信号について、センサー 100に伝わ る信号レベルが減少する。そのため、破断点力も遠方の位置に対応するレンジビン の I成分と Q成分が極端に小さくなる。

不具合検出手段 152は、遠端の位置に対応するレンジビンについて、 I成分及び Q 成分から振幅を算出して、求めた振幅があらかじめ実験により定めた閾値を下回って いた場合に、メモリー 140の不具合有無情報 143を更新して、不具合を検知したとい う情報を書き込む。

なお、漏洩ケーブルの破断などの不具合による反射による受信信号の振幅の低下 は、侵入物による受信信号の振幅の低下に比べて大きな変動となるので、以上のよう に遠端の位置に対応するレンジビンについてのみ判定することで破断など不具合を 検知できる。また、閾値についても進入物の検知に用いるものに比べて大きな値とな る。 [0036] 不具合検出手段 152の動作例を、図 4のフローチャートに示す。

始めにブロック 711で、レンジビンの読み出し位置を漏洩ケーブルの終端に相当す る値にセットする。以下、レンジビンは断りの無い限り、 0番目が漏洩ケーブルの始点 に位置し、数が増える毎に順に遠方を観測するように配列されていることとする。 次にブロック 712で、現在読み出し位置に設定してあるレンジビン力も振幅を読み 出す。このとき、実動作としてはメモリー 140から該当するデータを読み出すことにな る。

次にブロック 713で判定し、読み出した振幅が閾値を下回っていればブロック 714 へ、閾値を越えていればブロック 715へ移る。ここで、閾値はあら力じめ実験により求 めておく。

ブロック 714では、不具合なしと判定し、ブロック 715では、不具合ありと判定する。

[0037] 不具合は破断点に相当するレンジビンより後ろのレンジビンに影響がでるため、不 具合が発生している範囲の最も送信側に近いレンジビンに相当する位置が破断点で ある。このレンジビン番号を調べれば、レンジビン番号力 距離が算出できる。

この原理に基づき、図 2に示したように、不具合範囲計測手段 153は、 I成分及び Q 成分に基づいて、さらに不具合が発生している範囲を調べて、ケーブル破断点情報 として出力する。

[0038] 図 5のフローチャートを用いて、不具合範囲計測手段 153の動作フローを説明する 始めにブロック 721でレンジビンの読み出し位置を漏洩ケーブルの終端に相当す る値にセットする。レンジビンは断りの無い限り、 0番目が漏洩ケーブルの始点に位置 し、数が増える毎に順に遠方を観測するように配列されていることとする。

次にブロック 722で、現在読み出し位置に設定してあるレンジビン力も振幅を読み 出す。

次にブロック 723で判定し、読み出した振幅が閾値を下回っていればブロック 724 へ、閾値を越えていればブロック 725へ移る。

ブロック 724では、レンジビンの読み出し位置を 1減らしてブロック 722へ移る。つま り、不具合範囲の境界に到達して 、な 、ものとして処理を継続する。 ブロック 725では、不具合範囲の境界が判明したので、現在のレンジビンの位置を 不具合位置として処理を終了する。

[0039] 以上のように、不具合範囲計測手段 153の動作は漏洩ケーブルの遠端力 振幅レ ベルを検査し、正常な振幅レベルになったところでそのレンジビン番号をメモリー 14 0に出力して終わる。つまり、ケーブルの破断点と疑われるレンジビン番号をメモリー 140に出力する。

[0040] 次に、破断検知手段 154について説明する。

不具合判別手段 152及び不具合範囲計測手段 153は、信号が著しく減少する現 象を利用してケーブルの破断を検出するが、破断検知手段 154は、別の現象を利用 してケーブル破断を検出し検出確度を強化する。

[0041] 破断検知手段 154は、不具合範囲計測手段 153が判定した不具合位置情報 144 を利用するもので、図 2に示したように、直交検波結果 141及び不具合位置情報 144 を参照して破断有無情報を出力する。

漏洩ケーブルが破断した場合、破断点で信号は反射する。そして破断点が漏洩ケ 一ブル 201上であった場合、反射した信号が漏洩ケーブル 201から電波として放射 されて、この電波が漏洩ケーブル 301で受信されセンサー 100に入力される。また、 破断点が漏洩ケーブル 301上であった場合、漏洩ケーブル 201から放射されて漏洩 ケーブル 301で受信した信号の内、遠端に向けて伝搬する信号が破断点で反射し てセンサー 100に入力される。

[0042] この状況を、図 6により説明する。図 5上段の 2組の漏洩ケーブルのうち、上段は漏 洩ケーブル 201に破断点 211がある場合を示し、下段は漏洩ケーブル 301に破断 点 311が有る場合を示している。いずれの場合にも、漏洩ケーブルが破断することで 、破断点より遠方のレンジビン 631及びレンジビン 632の値は極端に値が小さくなる。 一方、先に説明した破断点での反射信号力 Sここに加わる。信号パス 212は漏洩ケ 一ブル 201上に生じた破断点によって反射した信号のパスで、信号パス 312は漏洩 ケーブル 301上に生じた破断点によって反射した信号のパスである。これらの信号パ ス 212及び信号パス 312の成分はレンジビン 641及びレンジビン 642の位置にそれ ぞれ現れて、ちょうど破断点に相当するレンジビンの振幅が上昇する。 このように、レンジビンの振幅が上昇して、その地点より遠方のレンジビンの振幅が 極端に小さくなつたことを、あら力じめ定めた閾値によって判定することにより、より的 確にケーブル破断を検知できる。

[0043] 図 7のフローチャートにより、破断検知手段 154の動作フローを説明する。

始めに、不具合範囲計測手段 153が判定した不具合位置情報 144で示されるレン ジビン番号を用いてスタートする。ブロック 731ではこのレンジビン番号を所定の値だ け小さい値に変更する。この所定の値は、レンジビンの分解能に依存して決定する。 十分な分解能があるときは、この値を 1とする。

次にブロック 732で、変更したレンジビン番号の振幅をメモリー 140から読み出した I 成分及び Q成分から算出する。

次にブロック 733で閾値判定を行い、あら力じめ定めた閾値を越えていればブロッ ク 734へ、越えていなければブロック 735へ移る。

ブロック 734では破断ありと判定して終了し、ブロック 735では破断なしと判定して 終了する。破断検知手段 154が破断ありと判定した場合は、不具合検知手段 152の 不具合ありとの判定結果をより裏付けるものである。

[0044] 次に、ケーブルの亀裂や変形で生じる異常を検知する亀裂検出手段 155について 説明する。図 3に示したように、亀裂検出手段 155は、直交検波結果 141の I成分及 び Q成分を参照して、亀裂有無情報を出力する。

漏洩ケーブルに亀裂がある場合、亀裂部分が漏洩ケーブルの伸縮や振動によって 接触したり離れたりする。接触したときと離れたときとでは、ケーブルの特性インピー ダンスが異なるため、この状態が繰り返されることにより、特性インピーダンスが常に 変化する。また、亀裂が進行したことによつても、特性インピーダンスが変化する。 そして、漏洩ケーブルの途中に特性インピーダンスの異なる点があると、その位置 で信号の反射が発生すると共に、伝搬量 (透過量)も変化する。

[0045] 亀裂が漏洩ケーブル 201上にあった場合、亀裂点より遠方では放射される電波の 振幅や位相が変化する。また、亀裂が漏洩ケーブル 301上にあった場合、亀裂点よ り遠方で受信された信号の振幅と位相が変化する。すると、その位置に相当するレン ジビンの I成分及び Q成分も変化する。本発明によらない従来の装置では、亀裂によ る受信信号の変動を侵入物と誤判定してしまう。

[0046] そのため、本発明では各レンジビンの I成分と Q成分の時間変化の軌跡を追う。亀 裂の構造が単純で、漏洩ケーブルの特性インピーダンスが二種類の値の間で変化し た場合、亀裂のある位置に対応するレンジビンの I成分及び Q成分も、 2つの値の間 を往復するように変化する。また、伸縮又は振動が加わって、特性インピーダンスの 変化が多少複雑になった場合でも、多くの場合においては、 I成分及び Q成分は高 々数点の値の間を行き来する。ここで、亀裂における漏洩ケーブルの接触と離脱は 瞬間的に起こるため、 I成分及び Q成分の各点間の移動時間は非常に短い。このよう に、 I成分及び Q成分が複数の点の間を行き来することと、それらの点の間での移動 の速さがあら力じめ定めた閾値より上回っていることを検出したときは、亀裂による電 界変動があると判定することで、上記の誤判定を防止することができる。

[0047] この判定には様々な方法が考えられる力 図 8を用いて一例を説明する。図 8は、 横軸を I成分、縦軸を Q成分として、漏洩ケーブルに亀裂が発生したときの、その亀 裂の位置に対応するレンジビンの値の変動につ 、て表して!/、る。

丸印 651は I成分及び Q成分を平面上に表したものであって、図 8は I成分及び Q成 分の値が変化しており、その値は大きく 3つのクラスに分類できて、時間の経過と共に それら 3つの集団の間で移動している様子である。 I成分及び Q成分の値の細かなバ ラつきは、ノイズによるばらつきを表している。

メモリー 140に現在と過去の I成分及び Q成分を蓄積しておき、現在から過去に溯 つて必要な量の I成分及び Q成分を抽出する。次に、統計処理で一般的に用いられ るクラス分類を利用する。クラス分類によって引かれた境界が境界線 652である。分 類の計算には、例えば K means法や階層クラスタリングなど一般的な統計処理が 利用できる。統計処理により、分類された各クラスに対して平均値と共分散値が求め られる。この共分散値力 固有値を求めれば、各クラスを内部に含む領域の分布領 域線 653が抽出できる。

図 8の場合、 3つの分布領域線 653ができる。この 3つの分布領域間の距離を、あら かじめ定めた閾値で判定することにより、複数の分布領域 653に I成分及び Q成分が 分布していることがわかる。 [0048] ここで、レンジビンの I成分及び Q成分は基本的に電圧であるため、ここでいう距離 とは実際には電圧差に相当する。分布領域 653の間の距離を求めるには、例えば、 各クラスの平均点の間隔から、各クラスの標準偏差を引いた値とすれば、分布領域 6 53の間の距離になる。

また、相関器 130が I成分及び Q成分の値を出力する時間周期で、各丸印 651の 値が蓄積されていることから、分布領域 653の間の距離が大きいことは、 I成分及び Q 成分の値が変動する速さの平均値が大き!/、ことを示し、そのレンジビンに対応する位 置に亀裂があると判定できる。

[0049] 以上のように、亀裂検出手段 155は、各レンジビンについて、 I成分及び Q成分の 分布領域 653を求めて、分布領域 653の間の距離が所定の閾値以上であるかどうか を判定する。そして、分布領域 653の間の距離が閾値以上であった場合には、その レンジビン番号を亀裂情報として出力する。このような構成により、漏洩ケーブルの亀 裂を判定することが可能となり、侵入物と誤判定することがなくなる。

[0050] 図 9のフローチャートにより、亀裂検出手段 155の動作を説明する。

始めに、確認したいレンジビン番号を指定して開始する。ブロック 751でメモリー 14 0力 指定されたレンジビンの I成分及び Q成分をについてあらかじめ設定した過去 N 点分読み出して、それぞれの振幅と位相を求める。

次にブロック 752で、クラス分類を実行する。分類の計算には、例えば K— means 法や階層クラスタリングなど一般的な統計処理が利用できる。その後、分類されたクラ ス数をブロック 753で判定し、クラス数がはり大きい場合はブロック 754へ、それ以外 の場合はブロック 758へ移る。

ブロック 754では、各クラスの平均と標準偏差が求められて、ブロック 755で各クラス の分布領域間の距離が抽出される。

[0051] 求めた分布領域の距離をブロック 756で判定して、所定の閾値を超える場合はプロ ック 757へ、越えない場合はブロック 758へ移る。この所定の閾値はあら力じめ実験 により求めておく。

ブロック 757では亀裂ありと判定して終了し、ブロック 758では亀裂なしとし判定して 終了する。亀裂ありと判定した場合、検査したレンジビンは亀裂の影響がでていること を示している。

これにより、先頭力も順にレンジビンを検査していき、最初に亀裂ありと判定したレン ジビンに対応する場所に漏洩ケーブルの亀裂があることがわかる。また、すべてのレ ンジビンをこの手段で判定しておけば、侵入物判別手段 151により侵入物ありと判定 されても、進入物情報で示されたレンジビンについて亀裂ありと判定していれば、侵 入物でないことがわかる。

[0052] ここで、亀裂があるところに侵入があった場合について説明する。

亀裂によって I成分及び Q成分の値が複数の分布領域の間を行き来している状態 で、その亀裂のある位置に侵入があった場合、対応するレンジビンの I成分及び Q成 分の共分散値が大きくなり、分布領域が広がる。そのため、分布領域間の距離が狭く なって、閾値を下回ることになり、亀裂と判断されなくなることがある。このような場合に は、振幅と位相の変動量から侵入物と判定できる。また、侵入物による変動が大きい 場合、クラス分類も出来なくなり、亀裂とは判定されなくなることもある。つまり、亀裂が あるところに侵入があっても正常に侵入物を検知することが可能である。

なお、以上のように亀裂があつたところに侵入物があれば、亀裂とは判定されなくな ることがあるが、ー且亀裂と判定されているので、過去の情報と組み合わせることで状 況を正しく判定することは可能である。

[0053] 以上のように、侵入物判別手段 151、不具合判別手段 152、不具合範囲計測手段 153、破断検知手段 154及び亀裂検出手段 155は、それぞれ侵入物の有無は、破 断や亀裂などの不具合の情報を判定し、メモリー 140に対応する情報を書き込む。 判定結果表示手段 156は、それらの判定結果に基づいて表示内容を決定して表 示装置 400に表示する。

例えば、侵入物情報と不具合情報を個別に表示装置 400に表示しても良いが、両 情報を総合的に判定することで監視員の負担を緩和できる。

[0054] 侵入物情報と不具合情報の両方が出力される場合とは例えば、侵入物によって漏 洩ケープが切断されたような場合に当たる。切断される直前は侵入物を検知し、次に 切断により不具合情報が出力される。

[0055] この実施の形態 1によれば、 PN符号の相関特性を利用して各レンジビンの I成分及 び Q成分を抽出して、これを基に各レンジビンの振幅を計算する。そして、得られた 振幅に基づいて侵入物の存在と漏洩ケーブルの不具合を検知できる。

各レンジビンの I成分及び Q成分を抽出する手段としては、 PN符号の利用以外にも 手段があるが、帯域が広くて単位帯域あたりの電力を小さくできる信号である PN符 号を利用することで、送信信号の単位周波数当たりの電力を低く抑えることができる。 また、侵入物検知システム同士の相互干渉を低く押さえることができる。

[0056] この相互干渉を低く出来るのは重要な点であって、複数の侵入物検知システムが、 互いの電波が届く程度の近さにあった場合には、互いの電波で干渉が生じる力 PN 符号の符号系列を別々のものにすることで、相互干渉を低くできる。相互干渉があつ た場合、信号の位相の関係で信号が打ち消しあう場合が生じる。

例えば、降雨などで地面や壁の反射係数が変化して、互いの干渉度合いが変化し て信号が打ち消しあうと、漏洩ケーブルに障害が発生したときと同じように受信信号 のレベルが減少する。つまり、降雨による影響が漏洩ケーブルの不具合として誤判定 される恐れがある。しかし、 PN符号を用いることでこの誤判定を低減することが可能と なる。

このような電波干渉によるレベルの大きな減少は、位相が打ち消しあう特定の周波 数で発生する。 PN符号を用いると広帯域で測定を行うため、一部の周波数でレベル が減少しても、周波数帯域全体では問題とならない、そのため、誤判定を軽減するこ とが可能となる。

[0057] また、不具合範囲計測手段 153により、漏洩ケーブルの損傷によって発生する受 信信号の変化のあった範囲を調べる。この判定方式も、侵入物検知システム同士の 相互干渉による振幅低下が基となる誤判定の防止につながる。例えば、侵入検知シ ステムが一つしかなくても地面や壁の反射などによるマルチノ スによっても干渉は生 じる。この干渉による信号レベルの低下がある程度発生することは避けられない。し かし、信号レベルの低下が起こっている範囲を調べることで、ケーブル損傷の明確な 証拠をつかむことができる。なぜなら、地面や壁の反射などによる干渉は部分的にし か生じないためである。

[0058] さらに、破断検知手段 154によれば、信号レベルの低下だけでなぐ信号レベルの 低下している範囲の境界にセンサー 100の側の位置に対応するレンジビンに生じる

、信号レベルが高くなる現象を合わせて判定材料に用いるため、より確度の高い判 定結果を提供できる。

[0059] 以上のように検知確度が高い分、ケーブルの不具合の判定に用いる閾値を高めに 設定でき、ケーブル損傷検知性能の向上を図ることが可能となる。

[0060] また、亀裂検出手段 155によれば、漏洩ケーブルに亀裂が生じた場合、亀裂の発 生による受信信号の変動を侵入物と誤判定することなく亀裂を検知できる。最も重要 な効果は、損傷の程度が軽く侵入物検知も同時に行えた場合、損傷の検知とは別に 、損傷に惑わされること無く侵入物を検知できることである。

[0061] なお、不具合範囲計測手段 153や、破断検知手段 154は I成分及び Q成分から得 られる振幅などの情報を使用するが、不具合判別手段 152が算出した振幅や位相な どの情報をメモリーに記憶してぉ 、て、読み出すように構成すれば処理の効率が向 上する。

[0062] なお、この実施の形態 1では、漏洩ケーブル 201及び漏洩ケーブル 301として LC Xを用いる例を示したが、 LCXに限らず複数の送信点がケーブル上に構成されケー ブルに沿って電波が放射するアレイアンテナであっても、同様に構成できる。

[0063] 実施の形態 2.

この実施の形態 2では、実施の形態 1で示した各種の検知手段とは異なる検知手 段を示す。

図 10に示した亀裂速報手段 157により、ケーブルの亀裂や変形で生じる異常を検 知する。また、侵入物速報手段 158は、亀裂の影響を受けない侵入物検知を行う。

[0064] 実施の形態 2の動作を図 11を用いて説明する。図 11は、あるレンジビンについて I 成分及び Q成分の値を時系列でプロットしたものである。白丸 661は、注目するレン ジビンに対応する位置に漏洩ケーブルの亀裂があって、レンジビンの値が 2つのクラ スの間を行き来している状況である。この白丸 661の分布範囲を楕円 662で示してい る。

この状態で、注目するレンジビンに対応する位置に進入物があった場合、レンジビ ンの値が変化する。この変化した値を黒丸 663で示している。この黒丸 663と先ほど の白丸 661とを合わせた全体の分布を楕円 664で示して!/ヽる。

[0065] この全体の分布の楕円 664の形状を抽出して、楕円 664の長半径の大きさを、あら 力じめ設定した閾値により判定すれば、 2つのクラスの間での往復現象の抽出、すな わち亀裂の検知ができる。この楕円 664の長半径は、 I成分及び Q成分の共分散行 列とその固有値とを求めて、 2つ得られる固有値の内の、大きいほうの値を用いれば よい。

[0066] 次に、亀裂があるところに侵入物があった場合の侵入の検知について説明する。

亀裂があるところに侵入があった場合の侵入の検知は、 2つ得られる固有値の内の 、小さいほうの値を用いて、あら力じめ設定した閾値によって判定すればよい。亀裂 による 2つのクラスの間の往復では楕円 662で示したように短半径は大きくならないが 、侵入物があつたときに限って、楕円 664のように範囲が広がって短半径が大きくな る。

楕円 664の短半径が大きくなる現象は、亀裂が無いところに侵入物があっても同様 に起こるので、侵入物速報手段 158は、得られた固有値のうちの小さい方の値を用 いて侵入物を検知する。

[0067] この実施の形態 2では、実施の形態 1のように 3以上のクラスの間での移動の場合 には適用できず、 2つのクラスの間の往復の場合にし力うまく動作しない。しかし、実 施の形態 1と比較して処理が簡素で高速である。漏洩ケーブルの敷設方法を工夫し て、亀裂によって I成分及び Q成分が複雑な挙動を示さず、 2つのクラスの間の往復 程度であるならば、この実施の形態 2は簡素で高速な手法を提供する。

[0068] 図 10に示したように、亀裂速報手段 157及び侵入物速報手段 158は固有値算出 手段 159が直交検波結果 151の I成分及び Q成分力も算出した固有値情報 147を用 いて亀裂速報情報 148及び侵入物速報情報 149をそれぞれ出力する。

図 12、図 13及び図 14のフローチャートを用いて、固有値算出手段 159、亀裂速報 手段 157及び侵入物速報手段 158の動作を説明する。

図 12のフローチャートは固有値算出手段 159の動作を示しており、始めに、確認し た 、レンジビン番号を指定して開始する。

ブロック 761はメモリー 140から指定されたレンジビンの I成分及び Q成分を、あらか じめ設定した過去 N点分読み出して、ブロック 762で 2行 2列の共分散行列を求める 次にブロック 763で、この共分散行列の固有値を求め得られる 2つの固有値の内、 大きい方の固有値を固有値 1、小さい方の固有値を固有値 2とする。

[0069] 固有値 1は楕円 664の長半径、固有値 2は楕円 664の短半径に相当するため、固 有値 1が大きいことは、長半径だけが突出して大きい状態を意味し、先に説明した白 丸 661だけが分布している状態を意味する。つまり、そのレンジビンは亀裂による信 号が含まれていることがわかる。例えば、レンジビンの先頭力も検査していって、最初 に長半径が閾値を超えたレンジビンに相当する漏洩ケーブルの位置に亀裂が生じて いることがわ力る。

[0070] 亀裂速報手段 157は、以上の動作を行うもので、その内容を図 13のフローチャート に示す。

ブロック 771では、固有値算出手段 159が算出した固有値 1及び固有値 2を読み出 す。

次にブロック 772では、固有値 1と固有値 2の判定を行い、所定の閾値 1、閾値 2に 対し、固有値 1 >閾値 1かつ固有値 2く閾値 2の条件が成立すればブロック 773へ、 成立しなければブロック 774へ移る。この所定の閾値 1及び閾値 2はあら力じめ実験 により求めておく。

ブロック 773では亀裂速報情報として亀裂ありと判定して終了し、ブロック 774では 亀裂速報情報として亀裂なしと判定して終了する。

[0071] 侵入物速報手段 158の動作を、図 14のフローチャートに示す。

ブロック 781では、固有値算出手段 159が算出した固有値 1及び固有値 2を読み出 す。

次にブロック 782では、固有値 1及び固有値 2の判定を行い、所定の閾値 1及び閾 値 2に対し、固有値 1 >閾値 1かつ固有値 2>閾値 2の条件が成立すればブロック 78 3へ、成立しなければブロック 784へ移る。この所定の閾値 1及び閾値 2はあら力じめ 実験により求めておく。

ブロック 783では侵入物速報として侵入物ありと判定して終了し、ブロック 785では 侵入物速報として侵入物なしと判定して終了する。

以上の動作により、黒丸 663が分布している状態が判定される。すべてのレンジビ ンについてこれを調査し、侵入物ありと判定したレンジビンに相当する漏洩ケーブル の位置に侵入物がいることがわかる。

[0072] この実施の形態 2によれば、実施の形態 1と比較して簡便な手法で亀裂を検知でき る。また、亀裂の影響を受けない侵入物検知が可能となる。簡便な手法であるが故に 、装置の小型化が図れ、それほど高速でない CPUでも検知処理が可能となる。

[0073] 実施の形態 3.

実施の形態 3の基本的な構造は実施の形態 1と同じであるが、異なる点を図 15で 説明する。図 15は実施の形態 4のブロック図である。装置の構成で異なる点は、漏洩 ケーブル 301の終端に、終端器 303に代えて反射器 304が接続されていることであ る。

反射器 304を接続することで、不具合が漏洩ケーブル 201又は漏洩ケーブル 301 の 、ずれに発生したものであるかを判定できる。

[0074] 図 16及び図 17を用いて受信側の不具合検出の動作を説明する。

図 16は、漏洩ケーブル 201に破断点 221がある場合の、実施の形態 3の動作を説 明する図である。実施の形態 1で示した図 5で説明した現象に加えて、反射器 304の 作用によって信号の伝送経路として信号パス 222が加わって 、る。この信号パス 222 による受信信号は、反射器 304の位置に対応するレンジビン 671にピークとして現れ る。

一方、図 17は漏洩ケーブル 301に破断点 321がある場合の、実施の形態 3の動作 を説明する図である。このときは信号パス 222は存在しないため、レンジビン 671にピ ークは現れない。

よって、実施の形態 1で説明した方法で損傷箇所を見つけた後に、反射器 304の 位置に対応するレンジビン 671の値を、あら力じめ実験で求めた閾値で判定すること で、漏洩ケーブル 201又は漏洩ケーブル 301のどちらに損傷が発生したかを判別で きる。レンジビン 671にピークが有れば、漏洩ケーブル 201に破断点 221があると判 定し、レンジビン 671にピークが無ければ漏洩ケーブル 301に破断点 321があると判 定できる。

[0075] ただし、漏洩ケーブルに破断ではなぐ亀裂があった場合は、損傷箇所で全ての信 号が遮断されずに、一部は透過するので異なる動作となる。この場合の判別につい て図 18で説明する。図 18は、漏洩ケーブル 301に亀裂 323がある場合の実施の形 態 3の動作を説明する図である。

[0076] 漏洩ケーブルに亀裂 323がある場合、その部分で特性インピーダンスが変化する ため信号の一部が反射する。基本的には実施の形態 1で説明した現象が発生する 1S これに加えて、信号パス 324のように、反射器 304と亀裂 321の間を反射して往 復する信号が発生する。この信号の一部は漏れ信号 325、漏れ信号 326及び漏れ 信号 327としてセンサー 100に入力される。

センサー 100では、漏れ信号 325はレンジビン 671〖こ、漏れ信号 326はレンジビン 673に、そして漏れ信号 327はレンジビン 674について観測される。レンジビン 671 は反射器 304の位置に相当し、漏洩ケーブル 301の長さを R、亀裂の位置を漏洩ケ 一ブル 201のセンサー 100側から rの位置とすると、レンジビン 671とレンジビン 673 との間隔、及びレンジビン 673とレンジビン 674との間隔は、共に 2 (R— r)の距離に 相当する。実際にはレンジビン 674より遠方の位置にも 2 (R— r)の間隔でピークが連 続的に出現する。

つまり、不具合が破断であるのか亀裂であるのかにより、反射器 304の位置に対応 するレンジビン 671にピークがあっても、遠端より遠方の位置にピークが現れる現象 が異なる。

この動作に基づいて、不具合判別手段 152と同様に受信側不具合検出手段を構 成できて、受信側不具合情報を出力できる。

また、遠端より遠方の位置のピークの間隔に基づ 、て受信側の漏洩ケーブル 301 の亀裂の位置が判別できるので、受信側亀裂位置検知手段を不具合範囲計測手段 153などと同様に構成できて、受信側亀裂位置情報を出力できる。この受信側亀裂 位置検知手段の特長は、漏洩ケーブルの亀裂だけでなぐ同軸ケーブル 302の亀 裂や、その他の接続コネクタの亀裂や緩みも検知できる点である。例えば、同軸ケー ブル 302に亀裂があっても信号は反射するため、上記の連続的なピークが現れる。 接続コネクタに緩みがあっても同様な反射が発生する。つまり、実施の形態 3では漏 洩ケーブルだけでなく、同軸ケーブルの亀裂及びコネクタの亀裂や緩みなどの検知 と、受信側亀裂位置検知手段よる位置の検知が可能となる。

[0077] この様に、レンジビン 673及びレンジビン 674に現れたようなピークは、亀裂などに よって漏洩ケーブルの特性インピーダンスが変化したとき以外にも、同軸ケーブル 30 2に亀裂が生じた場合も同様の反射が発生する。また、同軸ケーブル 302と漏洩ケ 一ブル 301の接合部が正常でない場合や、同軸ケーブル 302とセンサー 100の接 合部が正常でない場合にも発生する。例えば、接続コネクタが緩んでいたり、破損し たりしている場合である。

一方、漏洩ケーブル 201や同軸ケーブル 202に亀裂が生じた場合はこのような反 射は起こらな 、ため、これまで説明した連続的に出現するピークの存在を確認するこ とで、送信側又は受信側のどちら側で亀裂が発生したのかを判断することができる。 漏洩ケーブル 201で亀裂が生じた場合は実施の形態 1で説明した方法でその場所 を特定できる。

なお、この実施の形態 3では、受信側に反射器 304を取り付けた場合について説 明したが、送信側に取り付ければ、送信側について同様な検出が行える。

[0078] この実施の形態 3によれば、送信側又は受信側のどちら側に亀裂が生じた力判別 できる。反射器を取り付けられた側の漏洩ケーブルに亀裂が生じた場合、特有の現 象が発生するため、第 1段階として実施の形態 1や実施の形態 2で説明した方法で 亀裂の有無や場所を検出し、第 2段階として、この実施の形態で説明した特有の現 象である漏洩ケーブルの終端より遠方に位置するレンジビンに周期的に発生するピ ークの発生があるか無いかを見極め、ある場合には反射器を取り付けた漏洩ケープ ル、そうでな!/、場合には反射器が取り付けられて 、な 、漏洩ケーブルに亀裂がある ことがわ力ゝる。

また、反射器が取り付けられた側は漏洩ケーブルだけでなぐ同軸ケーブルやコネ クタの損傷の位置も検知できる。

[0079] 実施の形態 4.

実施の形態 4では、実施の形態 1を基本とし、図 19に説明する装置を漏洩ケープ ル 201及び漏洩ケーブル 301双方の終端に取り付ける。図 19は実施の形態 5のプロ ック図である。

[0080] この図 19で説明する装置は、切替えスィッチ等の「切替え手段」により終端器と反 射器との 、ずれかに切り替えられるようになって!/、る。切替え手段の制御方法は様々 な方法が考えられる力 ここでは漏洩ケーブルに印加された直流電圧でコントロール する仕組みになっている。高周波信号線に、例えば交流一直流分配器であるバイァ ス T等の装置を挿入することで、高周波信号に影響を与えることなぐ直流電圧を加 えることは従来から可能であり、その電圧レベルを CPU150が制御することは特に問 題なく行える。

[0081] 切替え手段の制御は、送信側と受信側とで同様の方法となるので、以下では送信 側を例にとって説明する。

CPU150は、漏洩ケーブル 201に印加する直流電圧の電圧レベルを制御すること で、スィッチ 231を制御する。コイル 232は漏洩ケーブル 201出力から高周波信号に 影響を与えることなく直流電圧を取り出すためのコイルである。スィッチ 231が切り替 わる事で、終端器 233又は反射器 234の 、ずれが漏洩ケーブル 201に接続される かが切り替えられる。

[0082] 漏洩ケーブル 201に印加される直流電圧力 所定の値より小さいときは反射器 234 が選択されるようにする。このように構成すれば、漏洩ケーブル 201の途中に障害が 発生して、電圧レベルが下がったときには、自動的に反射器 234が選択される。ただ し、通常は CPU150が電圧制御を行う。

[0083] コイル 235は高周波信号に影響を与えることなく直流電圧をカ卩えるためのコイルで ある。スィッチ 236は、 CPU150に接続されて CPU150の制御により電圧を制御す る。電圧源 237側にスィッチを向ければ、漏洩ケーブル 201に直流電圧が供給され、 GND238側に向ければ漏洩ケーブル 201に直流電圧が供給されない。したがって 、 CPU150はスィッチ 236を制御することで、終端器 233と反射器 234とを切り替え ることがでさる。

[0084] 以上のように CPU150は漏洩ケーブル 201及び漏洩ケーブル 301のそれぞれに 対して、終端器と反射器のいずれを接続するかを選択するが、漏洩ケーブル 201と 漏洩ケーブル 301とでは逆の選択となるように制御する。例えば、漏洩ケーブル 201 に反射器 234を接続するときは、漏洩ケーブル 301には終端器 333を接続するよう に制御する。そして、実施の形態 3で説明した、漏洩ケーブルの長さを越えたレンジ ビンのピークの連続が存在するカゝ観測する。もし、実施の形態 3で説明したような現 象が発生していれば、反射器を接続した側の漏洩ケーブルに、異常があることがわ かる。

[0085] 実施の形態 3では漏洩ケーブル 301に発生した亀裂にっ 、てのみ説明したので、 ここでは、図 20を用いて漏洩ケーブル 201に発生した亀裂の説明を行って、送信側 の亀裂情報を検出する動作を説明する。

[0086] 図 20では、簡単のために、この実施の形態で説明した切替え手段を省略しており、 漏洩ケーブル 201に取り付けられた反射器 204は、切替え手段には接続されていな いが、「切替え手段」によって反射器 234が選択された状態と同じである。また、漏洩 ケーブル 301に取り付けられた終端器 303につ 、ても同様である。

漏洩ケーブル 201に発生した亀裂 241により、信号パス 242及び信号パス 243が 構成される。信号パス 242は、亀裂 241で反射した信号が放射されて、漏洩ケープ ル 301で受信されてセンサー 100に戻るものである。信号パス 243は、亀裂 241と反 射器 204の間を何度も反射する信号が少しずつ漏洩ケーブル 301で受信されセン サー 100に戻るものである。

[0087] これら信号パス 242や信号パス 243を通過する信号は、センサー 100では複数の レンジビンのピークとして観測される。レンジビン 681に生じるピークは亀裂 241で反 射した信号によるものである。レンジビン 682に生じるピークは、亀裂 241を通過して 反射器 204で 1回反射した信号によるものである。レンジビン 683に生じるピークは、 反射器 204で反射した信号が亀裂 241で反射して、反射器 204で 2回目の反射をし た信号である。

このように、レンジビンに現れるピークの基本原理は、実施の形態 3で説明した漏洩 ケーブル 301に亀裂 321ができたときのものと同じであり、これを検出して解析するこ とで、漏洩ケーブル 201の亀裂 241の位置がわかる。つまり、送信側亀裂情報検出 手段を受信側亀裂情報検出手段と同様の動作により実現できる。 同様に、受信側亀裂位置検知手段と同じ原理に基づいて、送信側亀裂位置検知 手段を構成できて、送信側亀裂位置情報を出力できる。

[0088] この実施の形態 4では、スィッチ 236及びスィッチ 336を切り替えて、漏洩ケーブル の長さ Rを越えた位置にレンジビンのピークの連続が存在する力観測する。漏洩ケー ブル 201に対して終端器 233を選択して、漏洩ケーブル 301に対して反射器 334を 選択したときに上記のレンジビンのピークの連続が存在した場合には、受信側亀裂 情報を出力する。一方漏洩ケーブル 201に対して反射器 234を選択して、漏洩ケー ブル 301に対して終端器 333に選択したときに上記のレンジビンのピークの連続が 存在した場合には、送信側亀裂情報を出力する。

[0089] また、実施の形態 3と同様に、漏洩ケーブルの亀裂だけでなぐ同軸ケーブルの亀 裂や、接続コネクタの亀裂や緩みも検知できる。

[0090] この実施の形態 4によれば、送信側又は受信側のどちらにケーブルの破断や亀裂 が発生した力、またその場所はどこかを検出できる。また、同軸ケーブルやコネクタの 損傷箇所も検知できる。

なお、「切替え手段」について漏洩ケーブルに印加する直流電圧を用いる例を示した 力 この他にも無線を用いた制御など、「切替え手段」の制御には様々な方法が適用 できる。

[0091] 実施の形態 5.

実施の形態 1から実施の形態 4では、 PN符号を用いて、各レンジビンの受信信号 の振幅と位相を測定したが、距離方向の受信信号が測定できれば、別の方式でも利 用できる。例えば、チヤープ信号を送信して、受信信号と送信信号をミキシングして 得られるビート信号をフーリエ変換して距離方向の受信信号を出力する Frequency -Modulated Continuous Wave (以下、 FM— CWと記す）方式を用いてもよい

[0092] この実施の形態 5の構成を図 21に示す。

チヤープ信号発生器 801は、周波数 F1から周波数 F2までの間で連続的に変化す るチヤープ信号を、同軸ケーブル 202と乗算機 802に出力する。同軸ケーブル 202 に入力された信号は、漏洩ケーブル 201から電波として空間に放射され、放射され た電波は漏洩ケーブル 301で受信される。漏洩ケーブル 301で受信された受信信号 は同軸ケーブル 302を通って、乗算機 802に入力される。乗算機 802の出力の中か ら、低周波のビート信号がフィルタ 803で取り出され、さらに、 AZD変 804でデ ジタル変換されて CPU805に入力される。 CPU805は、チヤープ信号発生器 801が 出力するチヤープ信号の出力タイミングに同期してビート信号を所定の時間蓄積す る。そして、蓄積したビート信号をフーリエ変換して、各周波数の実部と虚部をそれぞ れ、 I成分及び Q成分として抽出する。

なお、 CPU805で、チヤープ信号の出力タイミングに同期してビート信号を蓄積し な 、と、位相がくるってしま 、1成分及び Q成分は定まらな 、。

[0093] ビート信号をフーリエ変換した出力は、周波数スペクトルである力 FM— CW方式 では、この周波数軸が距離方向に相当し、各周波数がレンジビンとして扱える。各レ ンジビンの I成分及び Q成分としては、フーリエ変換後の実部及び虚部の値がそれぞ れ該当する。

[0094] I成分及び Q成分が得られた後は、実施の形態 1から 4に説明した方法で侵入物と ケーブルの損傷を検知できる。

[0095] この実施の形態 5で説明したチヤープ信号とは、周波数 F1から周波数 F2の間で連 続的に変化する信号であるが、 F1と F2との周波数差を広げることで、高分解能化が 容易に実現できる。したがって、高分解能化を目的とする実施の形態 1で説明した P N符号を用いる方法より、この実施の形態 5の方法の方が容易に実現できる。 PN符 号を用いる方法で高分解能化を実現しょうとすると、 PN符号の符号レートを上げる必 要が生じ、デジタル信号処理を高速に実行しなければならな 、ためである。

[0096] なお、実施の形態 1で説明した侵入物検知システム同士の相互干渉を避ける効果 は、この実施の形態 5の FM— CW方式でも有効である。複数の侵入物検知システム が互 、の電波が届くほどの距離にあって、互 、のチヤープ信号の出力タイミングが非 常に近力つた場合、非常に強い干渉が生じる。このときは互いの出力タイミングのず れの時間に相当する距離に、干渉の影響がでる。しかし、その距離は部分的である ため、信号レベル低下の範囲を調べることで誤判定を避けることができる。

図面の簡単な説明 圆 1]この発明の実施の形態 1の装置の構成を示- 圆 2]この発明の実施の形態 1の機能の構成を示- [図 3]この発明の実施の形態 1の動作原理を説明する図

圆 4]この発明の実施の形態 1の不具合判別手段の動作を説明するフローチャート 圆 5]この発明の実施の形態 1の不具合範囲計測手段の動作を説明するフローチヤ ート

圆 6]この発明の実施の形態 1の破断検知の動作原理を説明する図

圆 7]この発明の破断検知手段の動作を説明するフローチャート

[図 8]この発明の実施の形態 1の亀裂検出の動作原理を説明する図

圆 9]この発明の亀裂検出手段の動作を説明するフローチャート

圆 10]この発明の実施の形態 2の機能の構成を示すブロック図

圆 11]この発明の実施の形態 2の基本の動作原理を説明する図

圆 12]この発明の実施の形態 1の固有値算出手段の動作を説明するフローチャート 圆 13]この発明の実施の形態 1の亀裂速報手段の動作を説明するフローチャート 圆 14]この発明の実施の形態 1の侵入物速報手段の動作を説明するフローチャート 圆 15]この発明の実施の形態 3の装置の構成を示すブロック図

圆 16]この発明の実施の形態 3の動作原理を説明する図

圆 17]この発明の実施の形態 3の動作原理を説明する図

圆 18]この発明の実施の形態 3の動作原理を説明する図

圆 19]この発明の実施の形態 4の装置の構成を示すブロック図

圆 20]この発明の実施の形態 4の動作原理を説明する図

圆 21]この発明の実施の形態 5の機能の構成を示- 符号の説明

110 信号発生手段

120 信号受信手段

130 相関器

151 侵入物判別手段

152 不具合判別手段 153 不具合範囲計測手段

154 破断検知手段

155 亀裂検出手段

156 判定結果表示手段

157 亀裂速報手段

158 侵入物速報手段

201 ケーブル状の電波放射手段である漏洩ケーブル

203、 233、 303、 333 終端器

204、 234、 304、 334 反射器

301 ケーブル状の電波受信手段である漏洩ケーブル

Claims

請求の範囲

[1] ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として他方の端を遠端として、スぺタト ル拡散信号を重畳した送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、 前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、

前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路中の前記 電波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の 距離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電 端の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル 拡散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列 とを照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、

前記遠端の位置に対応する前記レンジビンにっ 、て、前記送信信号に比べての前 記受信信号の振幅の減少幅が所定の比率を超えて!/、れば、前記電波放射手段又 は前記電波受信手段のいずれかに不具合があると判定することを特徴とする不具合 検出方法。

[2] ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として、スペクトル拡散信号を重畳した 送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、

前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、

前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路中の前記 電波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の 距離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電 端の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル 拡散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列 とを照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、

それぞれの前記レンジビンについて前記送信信号に比べての前記受信信号の振 幅の減少幅を判定して、前記減少幅が所定の比率を超えて 、る前記レンジビンのう ち、前記給電端にもっとも近い位置に対応する前記レンジビンを検出して、前記電波 放射手段又は前記電波受信手段のいずれかの当該レンジビンに対応する位置に不 具合があると判定することを特徴とする不具合検出方法。

[3] ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として、スペクトル拡散信号を重畳した 送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、

前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、

前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路中の前記 電波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の 距離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電 端の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル 拡散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列 とを照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、

前記送信信号に比べて前記受信信号の振幅が増加している前記レンジビンがあ れば、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の 、ずれかの当該レンジビンに対 応する位置に破断があると判定することを特徴とする不具合検出方法。

[4] ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として、スペクトル拡散信号を重畳した 送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、

前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、 前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路中の前記 電波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の 距離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電 端の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル 拡散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列 とを照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、

前記受信信号の直交検波結果の I成分と Q成分とを座標軸とする平面での、前記 受信信号の時系列の分布をクラス分類したときに、前記分布が複数のクラスに分類さ れて、時間の経過につれて前記受信信号の位置が前記複数のクラスの間を移動す る前記レンジビンがあれば、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の 、ずれか の当該レンジビンに対応する位置に亀裂があると判定することを特徴とする不具合検 出方法。

ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として、スぺ外ル拡散信号を重畳した 送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、

前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、

前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路中の前記 電波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の 距離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電 端の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル 拡散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列 とを照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、 前記受信信号の直交検波結果の I成分と Q成分との共分散行列の固有値のうちの 大きい方が第 1の所定の値より大きくて、かつ前記固有値の小さい方が第 2の所定の 値より小さいレンジビンがあるときは、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の いずれかの当該レンジビンに対応する位置に亀裂があると判定することを特徴とする 不具合検出方法。

[6] ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として、スペクトル拡散信号を重畳した 送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、

前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、

前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路中の前記 電波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の 距離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電 端の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル 拡散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列 とを照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、

前記受信信号の直交検波結果の I成分と Q成分との共分散行列の固有値のうちの 大きい方が第 1の所定の値より大きくて、かつ前記固有値の小さい方が第 2の所定の 値より大きいレンジビンがあるときは、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の いずれかの当該レンジビンに対応する位置に侵入物があると判定することを特徴と する侵入物検出方法。

[7] ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として他端を遠端として、スペクトル拡 散信号を重畳した送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、 前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、

前記遠端側の端お!、て、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の!、ずれか一 方には前記電波を吸収する終端器を接続して、他方には前記電波を反射する反射 機を接続して、

前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路中の前記 電波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の 距離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電 端の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル 拡散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列 とを照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、

前記遠端の位置に対応する前記レンジビンの前記受信信号の振幅が所定の値より 大きいときは、前記電波放射手段又は前記電波受信手段のうち、前記終端器を接続 した方に不具合があると判定することを特徴とする不具合検出方法。

ケーブル状の電波放射手段の一端を給電端として他端を遠端として、スペクトル拡 散信号を重畳した送信信号を前記給電端より注入して電波として放射して、

前記電波を前記電波放射手段と略平行に配置したケーブル状の電波受信手段で 受信して、

前記遠端側の端にお!、て、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の!、ずれか 一方には前記電波を吸収する終端器を接続して、他方には前記電波を反射する反 射機を接続して、

前記給電端側における前記電波受信手段の端で前記送信信号を受信信号として 受信して、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が送信されてから前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電 波放射手段及び前記電波受信手段での経由位置よつて定まる前記伝送経路の距 離との対応付けによって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端 の位置力 の距離に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡 散信号の符号系列と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列と を照合して各前記レンジビンの前記受信信号を決定して、

前記遠端の前記給電端と逆の側の位置に対応する前記レンジビンについて前記 受信信号の振幅が所定の値より大きいものがあるときは、当該レンジビンに対応する 位置から前記遠端までの距離 Rを求めて、前記電波放射手段又は前記電波受信手 段のうち、前記終端器を接続した方の前記遠端から Rの位置に不具合があると判定 することを特徴とする不具合検出方法。

[9] 一端を給電端として他端を遠端として、前記給電端から注入されるスペクトル拡散 信号を重畳した送信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、 この電波放射手段と略平行に配置されて前記電波を受信するケーブル状の電波 受信手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の振幅を算 出する信号復調手段、

及び前記遠端に対応する前記レンジビンにっ 、て、前記送信信号に比べての前 記受信信号の振幅の減少幅が所定の比率を超えて!/、れば、前記電波放射手段又 は前記電波受信手段のいずれかに不具合があると判定する不具合判別手段を備え たことを特徴とする侵入物検知システム。

[10] 一端を給電端として、この給電端カゝら注入されるスペクトル拡散信号を重畳した送 信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、

この電波放射手段と略平行に配置されて前記電波を受信するケーブル状の電波 受信手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の振幅を算 出する信号復調手段、

及び、それぞれの前記レンジビンにつ!、て前記送信信号に比べての前記受信信 号の振幅の減少幅を判定して、前記減少幅が所定の比率を超えて 、る前記レンジビ ンのうち、前記給電端にもっとも近い位置に対応する前記レンジビンを検出して、前 記電波放射手段又は前記電波受信手段のいずれかの当該レンジビンに対応する位 置に不具合があると判定する不具合範囲計測手段を備えたことを特徴とする侵入物 検知システム。

一端を給電端として、この給電端カゝら注入されるスペクトル拡散信号を重畳した送 信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、

この電波放射手段と略平行に配置されて前記電波を受信するケーブル状の電波 受信手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の振幅を算 出する信号復調手段、

及び前記送信信号に比べて前記受信信号の振幅が増加している前記レンジビン があれば、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の 、ずれかの当該レンジビン に対応する位置に破断があると判定する破断検知手段を備えたことを特徴とする侵 入物検知システム。

[12] 一端を給電端として、この給電端カゝら注入されるスペクトル拡散信号を重畳した送 信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の直交検波 を行って直交検波結果を算出する信号復調手段、

及び前記受信信号の直交検波結果の I成分と Q成分とを座標軸とする平面での、 前記受信信号の時系列の分布をクラス分類したときに、前記分布が複数のクラスに 分類されて、時間の経過につれて前記受信信号の位置が前記複数のクラスの間を 移動する前記レンジビンがあれば、前記電波放射手段又は前記電波受信手段の ヽ ずれかの当該レンジビンに対応する位置に亀裂があると判定する亀裂検出手段を備 えたことを特徴とする侵入物検知システム。

[13] 一端を給電端として、この給電端カゝら注入されるスペクトル拡散信号を重畳した送 信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の直交検波 を行って直交検波結果を算出する信号復調手段、

及び前記受信信号の直交検波結果の I成分と Q成分との共分散行列の固有値のう ちの大きい方が第 1の所定の値より大きくて、かつ前記固有値の小さい方が第 2の所 定の値より小さ!/、レンジビンがあるときは、前記電波放射手段又は前記電波受信手 段のいずれかの当該レンジビンに対応する位置に亀裂があると判定する亀裂速報手 段を備えたことを特徴とする侵入物検知システム。

一端を給電端として、この給電端カゝら注入されるスペクトル拡散信号を重畳した送 信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の直交検波 を行って直交検波結果を算出する信号復調手段、

及び前記受信信号の前記直交検波結果の I成分と Q成分との共分散行列の固有 値のうちの大きい方が第 1の所定の値より大きくて、かつ前記固有値の小さい方が第 2の所定の値より大きいレンジビンがあるときは、前記電波放射手段又は前記電波受 信手段のいずれかの当該レンジビンに対応する位置に侵入物があると判定する侵入 物速報手段を備えたことを特徴とする侵入物検知システム。

[15] 一端を給電端として他端を遠端として、前記給電端から注入されるスペクトル拡散 信号を重畳した送信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、 この電波放射手段と略平行に配置されて前記電波を受信するケーブル状の電波 受信手段、

前記電波放射手段又は前記電波受信手段の!/、ずれか一方の、前記遠端側の端 に接続された、前記電波を吸収する終端器、

前記電波放射手段又は前記電波受信手段のうち、前記終端器を接続しない方の 前記遠端側の端に接続された、前記電波を反射する反射器、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の振幅を算 出する信号復調手段、

及び前記遠端の位置に対応する前記レンジビンの前記受信信号の振幅が所定の 値より大きいときは、前記電波放射手段又は前記電波受信手段のうち、前記終端器 を接続した方に不具合があると判定する不具合情報検出手段を備えたことを特徴と する侵入物検知システム。

[16] 一端を給電端として他端を遠端として、前記給電端から注入されるスペクトル拡散 信号を重畳した送信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、 この電波放射手段と略平行に配置されて前記電波を受信するケーブル状の電波 受信手段、

前記電波放射手段又は前記電波受信手段の!/、ずれか一方の、前記遠端側の端 に接続された、前記電波を吸収する終端器、

前記電波放射手段又は前記電波受信手段のうち、前記終端器を接続しない方の 前記遠端側の端に接続された、前記電波を反射する反射器、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の振幅を算 出する信号復調手段、

及び前記遠端の前記給電端と逆の側の位置に対応する前記レンジビンについて 前記受信信号の振幅が所定の値より大きいものがあるときは、当該レンジビンに対応 する位置から前記遠端までの距離 Xを求めて、前記電波放射手段又は前記電波受 信手段のうち、前記終端器を接続した方に不具合があると判定して、不具合の位置 を前記距離 Xと前記電波放射手段及び前記電波受信手段の長さから決定する不具 合位置検出手段を備えたことを特徴とする侵入物検出システム。

一端を給電端として他端を遠端として、前記給電端から注入されるスペクトル拡散 信号を重畳した送信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、 この電波放射手段と略平行に配置されて前記電波を受信するケーブル状の電波 受信手段、

前記電波放射手段及び前記電波受信手段のそれぞれについて設けられた前記電 波を吸収する終端器、

前記電波放射手段及び前記電波受信手段のそれぞれについて設けられた前記電 波を反射する反射器、

前記電波放射手段及び前記電波受信手段のそれぞれにつ 、て設けられて、前記 終端器及び前記反射機のうちの 、ずれか一方を選択して、対応する前記電波放射 手段及び前記電波受信手段に接続する切替え手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の振幅を算 出する信号復調手段、

及び前記遠端の位置に対応する前記レンジビンの前記受信信号の振幅が所定の 値より大きいときは、前記電波放射手段又は前記電波受信手段のうち、前記終端器 を接続した方に不具合があると判定する不具合情報検出手段を備えたことを特徴と する侵入物検知システム。

一端を給電端として他端を遠端として、前記給電端から注入されるスペクトル拡散 信号を重畳した送信信号を電波として放射するケーブル状の電波放射手段、 この電波放射手段と略平行に配置されて前記電波を受信するケーブル状の電波 受信手段、

前記電波放射手段及び前記電波受信手段のそれぞれについて設けられた前記電 波を吸収する終端器、

前記電波放射手段及び前記電波受信手段のそれぞれについて設けられた前記電 波を反射する反射器、

前記電波放射手段及び前記電波受信手段のそれぞれにつ 、て設けられて、前記 終端器及び前記反射機のうちの 、ずれか一方を選択して、対応する前記電波放射 手段及び前記電波受信手段に接続する切替え手段、

前記給電端側における前記電波受信手段の端に接続されて、前記送信信号を受 信信号として受信する信号受信手段、

前記送信信号の送出時刻から前記受信信号の受信時刻までの遅延時間と、前記 送信信号が前記受信信号として受信されるまでの伝送経路の前記電波放射手段及 び前記電波受信手段における経由位置による前記伝送経路の距離との対応付けに よって、前記電波放射手段及び前記電波受信手段の前記給電端の位置からの距離 に対応付けたレンジビンにっ 、て、前記送信信号のスペクトル拡散信号の符号系列 と、前記受信信号から抽出したスペクトル拡散信号の符号系列とを照合して各前記レ ンジビンの前記受信信号を決定して、各前記レンジビンの前記受信信号の振幅を算 出する信号復調手段、

及び前記遠端の前記給電端と逆の側の位置に対応する前記レンジビンについて 前記受信信号の振幅が所定の値より大きいものがあるときは、当該レンジビンに対応 する位置から前記遠端までの距離 Xを求めて、前記電波放射手段又は前記電波受 信手段のうち、前記終端器を接続した方に不具合があると判定して、不具合の位置 を前記距離 Xと前記電波放射手段及び前記電波受信手段の長さから決定する不具 合位置検出手段を備えたことを特徴とする侵入物検出システム。