JPH04132985A - マイクロ波を用いた移動体検知方法及びこの方法を用いた防犯感知器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、マイクロ波を用いた移動体検知方法及びこの
方法を用いた防犯感知器に関する。

［従来の技術］ 近時、マイクロ波（Ｉ　ＱＣ；Ｈｚ帯付近の周波数）を
移動物体に向かって送出すると、反射波の周波数が送信
周波数に対して偏移するドツプラー効果を利用した移動
体検知器や防犯感知器が開発され使用されている。

第３図は、このようなマイクロ波を用いた防犯感知器１
００の内部構成例を示したもので、図において、１０１
は所定の周期でマイクロ波信号を導波管Ｃから送信する
送信部、１０２は導波管Ｃを介して反射波を受信、復調
する受信部、　１０３は送信部１０１の送信タイミング
に同期させて送信部１０１と受信部１０２とを交互に作
動させる切換部、１０４は受信部１０２で復調された信
号レベルを判別して発報信号を信号線ｌ側に送出する信
号処理部である。

このような防犯感知器１００では、切換部１０３によっ
て送信部１０１を作動させてＩＯＣ；Ｈｚ帯の電波信号
を導波管Ｃから送信し、このマイクロ波が物体（人体ｍ
など）で反射して戻ってくる反射波を、切換部１０３に
よって受信部１０２を作動させて受信し、受信部１０２
では、受信波と送信波とを混合して周波数差に相当する
信号（周波数偏移信号）を求め、この周波数偏移信号の
レベルを信号処理部１０４で判別して物体の移動を検知
するようになっている。

例えば、送信周波数をｆＯ１受信周波数をｆｒ、移動体
の移動速度を■０、電波速度をＣＯとすると、ドツプラ
ー効果より次式が成立する。

ｆ　ｒ＝　（（２Ｖｏ＋Ｃｏ）／Ｃｏ）Ｘｆ　。

ｆｒ−ｆｏ＝（２Ｖｏ／ｃｏ）Ｘｆｏ＝　（１）すなわ
ち、１式より、送信周波数ｆＯと受信周波数ｆ「との周
波数偏移ｆｄは ｆｄ＝ｆｒ−ｆｏ＝　（２Ｖｏ／ｃｏ）Ｘｆ。

・　（２） で示されることが分かる。

従って、受信５１１１０２で周波数偏移信号ｆｄを復調
すれば、２式より、 ｖｏ＝（ｆｄ／２ｆＯ）×ＣＯ・・・・（３）となって
、物体の移動速度を求めることが可能であるが、移動体
検知器や防犯感知器では周波数偏移信号ｆｄのレベルの
みを求めて移動物体の有無を判別するようになっている
。

第４図（ａ）、　　（ｂ）は、このような防犯感知器１
００の動作を説明する波形図を示したもので、反射波が
到来しないときや、反射波があっても周波数偏移がない
ときく物体が静止しているとき）には、送信周波数ｆＯ
と受信周波数ｆｒとの差が生じないために受信部１０２
からは周波数偏移信号（以下、移動体検知信号と記載）
が出力されない（第４図（ａ）では、振幅の小さい正弦
波を描いているが、これは、受信部１０２における漏れ
信号を示している）、シかし、移動体からの反射波が受
信部１０２で受信されると移動体検知信号が出力され、
信号処理部１０４では、この移動体検知信号レベルが閾
１１１ＶＴＨＩ、ＶＴＨ２を越えるときには、移動体が
あると判別して信号線ｌに発報信号を送出する動作を行
う。

ところが、例えば、防犯感知＠１００の近くでアマチュ
ア無線電波（５０ＭＨｚ、１４４ＭＨｚあるいは４３５
　Ｍ　Ｈｚ帯などの周波数）などを送信すると、これら
の外来電波が防犯感知器１００の受信部１０２の周波数
選択段を突き掖けて外来雑音として信号処理部１０４に
伝送されるため、外来雑音レベルが閾値ＶＴＨＩ、ＶＴ
Ｒ２を越えれば、移動体検知信号が伝送された場合と同
様に発報してしまい誤動作の要因となっていた。

そこで、このような外来雑音による誤動作を排除するよ
うにした第５図に示した構成の防犯感知器２００が開発
されている。

この防犯感知器２００は、所定周期毎にマイクロ波の電
波信号を導波管Ｃから送信する送信部２０１と、導波管
Ｃを介して反射波を受信、復調する第１の受信部２０２
と、第１の受信部２０２よりも（１／４）波長だけ位相
のずれた反射波を受信、復調する第２の受信部２０３と
、切換部２０４および信号処理部２０５を備えた構成と
されている。

このような防犯感知器２００では、第６図（ａ）〜（Ｃ
）に示したように、信号処理部２０５では、第１の受信
部２０２で復調された移動体検知信号をＸ軸、第２の受
信部２０３で復調された移動体検知信号をＹ軸として、
所定時間毎に各受信部の受信レベルをベクトル演算し、
この信号ベクトルが回転することを判別して移動体の有
無を検知するようになっている。つまり、　（１／４）
波長だけ位相の異なる正弦波の瞬時値をＸ軸方向とＹ軸
方向とにプロットすると、その軌跡が回転することを利
用したものである。従って、例えば・　外来雑音（送信
周波数よりも充分低い周波数の雑音信号）が第１および
第２の受信部２０２，２０３で受信されると、復調信号
は同位相となるため、信号ベクトルは回転せずに直線上
を移動するベクトルとなり、移動体からの反射波と電波
雑音とを確実に区別することが可能となり、誤動作を防
止し信頼性を向上させている。

ところが、このような防犯感知器２００では、２つの受
信部の復調信号を受けてベクトルの回転や直線移動を判
別しなければならず、ＣＰＵを用いたりあるいは、マル
チプレクサなどによって順次復調信号をサンプリングし
て判別しなければならず、外来雑音による誤動作を防止
することはできるが、回路構成が極端に複雑になり、設
計、製造を困難なものにしていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記事情に鑑みて提案される本発明は、簡単な原理によ
って外来雑音を徘除し誤動作を未然に防止するようにし
たマイクロ波を用いた移動体検知方法を提供することを
目的としている。

また、同時に提案される本発明は、この方法を用いた簡
単な構成によって外来雑音による誤動作を防止し信頼性
を向上させた防犯感知器を提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために提案される請求項１に記載の
本発明の移動体検知方法は、指向性を有した特定周波数
のマイクロ波電波信号を所定の周期毎に送出し、該マイ
クロ波の反射波を、反射波の入射方向において半波長離
れた２点で受信して送信波に対する周波数偏移信号を各
々復調し、これらの２点で受信された周波数偏移信号の
差分レベルを検出して物体の移動を検知するようにされ
ている。

また、請求項２に記載の本発明の防犯感知器は、指向性
を有した特定周波数のマイクロ波電波信号を所定周期毎
に送出する送信部と、該送信部から送出された電波信号
の反射波を受信して、送信波に対する周波数偏移信号を
復調する第１の受信部と、該第１の受信部よりも反射波
の入射方向に半波長だけ離れた位置に設置され、上記反
射波を受信して送信波に対する周波数偏移信号を復調す
る第２の受信部と、上記送信部から所定周Ｕ＊に出力さ
れるマイクロ波の送信タイミングに同期させて、上記送
信部と上記第１及び第２の受信部とを交互に作動させて
送波及び受波を行う切換部と、上記第１及び第２の受信
部で復調された周波数偏移信号の差分を増幅する差動増
幅回路と、該差動増幅回路の出力レベルが所定レベルに
達したときには、発報信号を出力する信号処理部とを備
えた構成とされている。

［作用コ 請求項１に記載の本発明の移動体検知方法では、指向性
を有した特定周波数のマイクロ波電波信号を所定の周期
毎に送出し、送出された電波信号の反射波を、反射波の
入射方向において半波長離れた２点て受信して送信波に
対する周波数偏移信号（移動体検知信号）を各々復調し
、これらの２点て受信された移動体検知信号の差分のレ
ベルを検出して物体の移動の有無を検知する。このよう
な方法によれば、２点で受信された移動体検知信号は互
いに逆位相（位相が１８０度異なる）となるために差分
レベルは増大し、逆に、送信波に比べて充分周波数の低
い外来雑音が２点て受信されると復ＩＩＩ信号が同位相
となり、差分レベルは打ち消される。

請求項２に記載の本発明の防犯感知器では、導波管から
指向性を有した特定周波数のマイクロ波電波信号を所定
周期毎に送出すると、この送信波が物体で反射した反射
波が第１の受信部および第２の受信部で各々受信されて
送信波に対する周波数偏移信号（移動体検知信号）が求
められる。モして差動増幅回路でこれらの受信部で復調
された周波数偏移信号の差分信号を求め、信号処理部で
は、この差分信号のレベルが所定レベルを越えたときに
発報判別を行う。

［実施例コ 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の防犯感知器１（請求項２に対応）の
構成例を示したものであり、この図を用いて請求項１に
記載の本発明方法を実施するための構成及び動作の説明
を行う。

図において、　１０は切換部１３から同期信号が伝送さ
れる毎にマイクロ波（本実施例では、　１０゜５２５Ｃ
；Ｈｚの周波数を使用）の電波信号を導波管Ｃを介して
送出する送信部、　１１は切換部１３から同期信号が伝
送される毎に、導波管Ｃで受信された電波信号（送信波
の反射波）を受信、復調する第１の受信部、１２は第１
の受信部と同様にして、反射波を受信、復調する第２の
受信部、　１４は第１および第２の受信部１１．１２で
復調された信号の差分を求める差動増幅回路、１５は差
動増幅回路１４の差分出力レベルを予め定められた所定
レベルと比較して発報判別を行う信号処理部である。

！１の受信部１１と第２の受信部１２とは、導波管Ｃて
受信した反射波と送信部１０から送信される送信波とを
混合することによって周波数差に相当した周波数偏移信
号（移動体検知信号）を求めるもので、第１および第２
の受信部は、導波管Ｃ上の半波長だけ離れた点に接続さ
れて、逆位相の（１８０度位相の異なった）信号を受信
するようになっている。つまり、反射波を導波管Ｃて受
信すると、第１および第２の受信部１１．１２では、　
１８０度位相の異なった周波数偏移信号を出力するが、
送信波に比べて充分周波数の低い外来雑音信号（送信波
の波長入よりも充分波長の長い電波信号）に対しては同
一位相で出力されるようになっている。

このような構成の防犯感知器１の動作を、第２図（ａ）
〜（ｄ）のタイムチャートを参照して説明する。

■切換部１３から送信部１０に同期信号が伝送されると
、送信部１０てはマイクロ波の電波信号を導波管Ｃから
送信する。

■導波管Ｃから送出された送信波は、移動体く人体ｍな
と）にあたって反射し、反射波として導波管Ｃに戻って
くる。

■切換部１３から第１および第２の受信部１１゜１２に
同期信号が伝送されると、各受信部では、導波管Ｃを介
して反射波を受け、反射波信号と送信波信号とを混合し
て周波数差に相当した周波数偏移信号（移動体検知信号
）を求め、この移動体検知信号を差動増幅回路１４に各
々伝送する（第２図（ａ）、　　（ｂ）参Ｍ）。

■差動増幅口ｇｌ１４では、各受信部１１．１２から伝
送された周波数偏移信号の差分信号を求めて信号処理部
１５に伝送し、信号処理部１５では、この差分信号レベ
ルが予め定められた所定値ＶＴＨ１，ＶＴＲ２を越える
ときには移動体が有ると判別して発報信号を出力する（
第２図（Ｃ）、　　（ｄ）１１３り。

このように、本発明の移動体検知方法によれば、半波長
だけ異なった位置に設けた２つの受信部で独立して反射
波を受信することによって半波長だけ位相の異なった周
波数偏移信号を求め、求めた周波数偏移信号の差分レベ
ルに応して発報判別を行うので、送信波に比べて充分周
波数の低い外来雑音は、同一位相になって打ち消される
ことになり、簡単な構成によって外来雑音を効果的に抑
圧することが可能となる。

［発明の効果］ 以上の説明から理解されるように、本発明の移動体検知
方法によれば、２つの受信点で互いに１８０度位相の異
なった反射波を受けて復調し、これらの復調信号の差分
レベルを求めることによって移動体検知信号を増幅させ
るとともに外来雑音を抑圧するので、外来雑音による誤
動作を未然に防止し、信頼性を向上させた移動体検知を
行うことが可能となる。

また、請求項２に記載の本発明によれば、請求項１の移
動体検知方法を用いた簡単な構成によって誤動作を防止
し信頼性を向上させた防犯感知器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の防犯ｇ１器の内部構成例図、第２図（
ａ）〜（ｄ）はその動作を説明する波形図、第３図は従
来の防犯感知器の内部構成例図、第４図（ａ）、　　（
ｂ）はその動作を説明する波形図、第５図は従来の別の
防犯感知器の内部構成例図、第６図（ａ）、　　（ｂ）
はその動作を説明する波形図、第６図（ｃ）はその動作
を説明するベクトル図である。 ［符号の説明コ ト・・防犯感知器 １０・・・送信部 １１・・・第１の受信部 １２・・・第２の受信部 １３・・・切換部 １４・・・差動増幅回路 １５・・・信号処理部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）指向性を有した特定周波数のマイクロ波電波信号
   を所定の周期毎に送出し、 該電波信号の反射波を、反射波の入射方向において半波
   長離れた２点で受信して送信波に対する周波数偏移信号
   を各々復調し、 これらの２点で各々受信された周波数偏移信号の差分レ
   ベルを検出して物体の移動を検知するようにした、マイ
   クロ波を用いた移動体検知方法。
2. （２）指向性を有した特定周波数のマイクロ波電波信号
   を所定周期毎に送出する送信部と、 該送信部から送出された電波信号の反射波を受信して、
   送信波に対する周波数偏移信号を復調する第１の受信部
   と、 該第１の受信部よりも反射波の入射方向に半波長だけ離
   れた位置に設置され、上記反射波を受信して送信波に対
   する周波数偏移信号を復調する第２の受信部と、 上記送信部から所定周期毎に出力されるマイクロ波の送
   信タイミングに同期させて、上記送信部と上記第１及び
   第２の受信部とを交互に作動させて送波及び受波を行う
   切換部と、上記第１及び第２の受信部で復調された周波
   数偏移信号の差分を増幅する差動増幅回路と、該差動増
   幅回路の出力レベルが所定レベルに達したときには、発
   報信号を出力する信号処理部とを備えた防犯感知器。