無線センサ装置
【課題】受信信号と同一周波帯の妨害波をキャンセルして誤判定を防止すること。
【解決手段】無線センサ装置１０は、所定周波数の信号を発振する発振回路１１と、発振回路１１からの信号を対象物Ｏへ放射する送信アンテナＡＮＴと、対象物Ｏからの反射波を受信する受信アンテナＡＮＴと、送信アンテナＡＮＴへ供給される信号と受信アンテナＡＮＴで受信した反射波とが入力されるミキサ回路１６と、ミキサ回路１６から出力される信号を処理する信号処理回路１９と、送信アンテナＡＮＴへ供給される信号を変調コードにしたがって位相変調する位相変調手段１４，１５と、を備えた。
【解決手段】無線センサ装置１０は、所定周波数の信号を発振する発振回路１１と、発振回路１１からの信号を対象物Ｏへ放射する送信アンテナＡＮＴと、対象物Ｏからの反射波を受信する受信アンテナＡＮＴと、送信アンテナＡＮＴへ供給される信号と受信アンテナＡＮＴで受信した反射波とが入力されるミキサ回路１６と、ミキサ回路１６から出力される信号を処理する信号処理回路１９と、送信アンテナＡＮＴへ供給される信号を変調コードにしたがって位相変調する位相変調手段１４，１５と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線波を用いて対象物の反射波から対象物の動き等を検出する無線センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の無線センサ装置として、発振器からの出力信号をアンテナに給電して無線波を放射し、この無線波が対象物で反射した反射波を受信し、受信した反射波から対象物の方位や動きを検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、発振器からの出力信号を用いて、対象物の動き等を検出する無線センサ装置を示す構成図である。図６に示す無線センサ装置１では、ＲＦ発振器２から発振した信号が、増幅器３で増幅され、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４に送られて帯域制限される。ＢＰＦ４を通過した信号はアンテナＡＮＴに給電され、アンテナＡＮＴから無線波が放射されると共に、対象物Ｏで反射した反射波がアンテナＡＮＴで受信される。受信した反射波は電気的な受信信号としてミキサ回路５に入力され、ＢＰＦ４から直接入力された信号（ローカル信号）と混合される。ミキサ回路５から出力された信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６に入力され、低周波成分が取り出される。ＬＰＦ６を通過した信号は、低周波数増幅回路７へ入力されて増幅され、低周波数増幅回路７で増幅された信号は、信号処理回路８に取り込まれる。信号処理回路８では、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、信号処理回路８から出力された低周波成分の信号から対象物Ｏの動きの有無が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４５６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の無線センサ装置では、受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合、妨害波をキャンセルすることができない問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受信信号と同一周波帯の妨害波をキャンセルして誤判定を防止することができる無線センサ装置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】
【０００７】
本発明の無線センサ装置は、所定周波数の信号を発振する発振回路と、前記発振回路からの信号を対象物へ放射する送信アンテナと、前記対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、前記送信アンテナへ供給される信号と前記受信アンテナで受信した反射波とが入力されるミキサ回路と、前記ミキサ回路から出力される信号を処理する信号処理回路と、前記送信アンテナへ供給される信号を変調コードにしたがって位相変調する位相変調手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、変調コードにしたがって位相変調された信号が送信されるので、対象物からの反射波も同一の変調コードにより位相変調され、受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合でも、妨害波をキャンセルして、対象物からの反射波を取り出すことができ、対象物の動き等の検出についての誤判定を防止することができる。
【０００９】
上記無線センサ装置において、前記位相変調手段は、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする。
【００１０】
上記無線センサ装置において、前記位相変調手段は、前記ミキサ回路の入力端から前記送信アンテナまでの間、及び前記ミキサ回路の入力端から前記受信アンテナまでの間にそれぞれ設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする。
【００１１】
上記無線センサ装置において、前記位相変調手段は、ベースバンド帯又は前記所定周波数より低い周波数帯で前記変調コードにしたがって位相変調するＢＰＳＫ変調器と、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられ、前記ＢＰＳＫ変調器から出力される位相変調信号を前記所定周波数にアップコンバートするアップコンバータと、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記無線センサ装置において、前記ＢＰＳＫ変調器に対して識別コードとなる変調コードを生成する変調コード発生器を接続した構成にしてもよい。
【００１３】
上記無線センサ装置において、前記送信アンテナと前記受信アンテナとを共用してもよい。また、上記無線センサ装置において、前記送信アンテナと前記受信アンテナとをそれぞれ別のアンテナで構成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、受信信号と同一周波帯の妨害波をキャンセルして誤判定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る無線センサ装置の動作を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係る無線センサ装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。
【図６】従来の無線センサ装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る無線センサ装置は、所定の変調コードにしたがって位相変調した無線波を放射し、この無線波が対象物に反射した反射波から対象物の動き等を検出するものである。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。図１に示すように、無線センサ装置１０は、送受信アンテナＡＮＴと、ＲＦ発振器１１と、増幅器（Buffer Amp）１２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３と、変調コード（Code）発生器１４と、位相変調器（ＲＦ帯ＢＰＳＫ変調器）１５と、を備えている。ＲＦ発振器１１及び増幅器１２は、電源回路２０から供給される電源で駆動するように構成されている。アンテナは送信アンテナと受信アンテナを兼用する送受信アンテナＡＮＴであるが、２つのアンテナに分離した構成とすることも可能である。
【００１８】
ＲＦ発振器１１は、所定の周波数で発振し、発振信号を増幅器１２に送る。この発振信号は、搬送波となる無変調の連続波（ＣＷ：continuous wave）である。増幅器１２は、ＲＦ発振器１１から出力された所定周波数の出力信号を所定の電力レベルまで増幅して、ＢＰＦ１３へ出力する。ＢＰＦ１３は、増幅器１２で増幅された信号に対して通信帯域に制限されるような帯域制限を加えて位相変調器１５へ出力する。位相変調器１５は、送受信アンテナＡＮＴの給電端とＲＦ発振器１１との間に設けられており、変調コード発生器１４から変調コードが与えられる。
【００１９】
変調コード発生器１４は、当該無線センサ装置１０に固有の識別コードを表す「０」，「１」の変調コードを生成する。特に、コード全体または所定区間で「０」と「１」のそれぞれの総数が略同一となる符号系列が望ましい。本例ではＰＮ符号を用いることとする。位相変調器１５は、変調コード「０」に対して０°の位相変調とし、変調コード「１」に対して１８０°の位相変調を加えることとする。
【００２０】
図２（ａ）は、変調コード発生器１４の生成する変調コードを示す図であり、図２（ｂ）は同図（ａ）の変調コードを用いて位相変調したＲＦ送信信号（ローカル信号）を示している。上記した通り、変調コード「０」は送信信号（ローカル信号）の位相０°に、変調コード「１」はこの送信信号（ローカル信号）の位相０°が反転した位相１８０°に対応している。この変調コード信号を構成するコード数（「０」と「１」の数）は同数（又は略同数）であり、後述するように妨害波をキャンセルする機能と自局から送信した信号の反射波を識別するための識別情報としての機能とを有する。
【００２１】
位相変調器１５は、発振周波数信号をＢＰＳＫ変調方式で直接的に位相変調する。位相変調器１５で位相変調された信号には、図２（ｂ）に示すように、位相が反転した２つの位相（０°と１８０°）の位相情報が含まれるので、この位相情報と同じ位相情報（コード情報）が、対象物Ｏで反射した反射波（受信信号）にも含まれる。位相変調器１５から出力される位相変調信号は送信信号として送受信アンテナＡＮＴに給電されると同時に、この送信信号の一部がローカル信号としてミキサ回路１６に入力される。
【００２２】
送受信アンテナＡＮＴは、位相変調器１５で位相変調処理された送信信号を無線波として放射すると共に、放射した無線波が対象物Ｏに反射した反射波を電気的な受信信号として受信し、ミキサ回路１６に出力する。
【００２３】
本実施の形態に係る無線センサ装置１０は、受信側の構成要素としてミキサ回路１６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７と、低周波数増幅回路１８と、信号処理回路１９と、を備える。低周波数増幅回路１８及び信号処理回路１９は、電源回路２０から供給される電源で駆動するように構成されている。
【００２４】
ミキサ回路１６には、位相変調器１５から送受信アンテナＡＮＴに給電される送信信号の一部がローカル信号として入力されると共に、受信側となる送受信アンテナＡＮＴから対象物Ｏからの反射波を受信した反射波受信信号が入力される。ミキサ回路１６は、ローカル信号と反射波受信信号とを混合する。ここで、ミキサ回路１６では、反射波受信信号の遅延を考慮しなければ、送信信号（ローカル信号）の０°の位相変調区間に対して反射波受信信号の０°の位相変調区間が乗算されて位相変調が０°となり、送信信号（ローカル信号）の１８０°の位相変調区間に対して反射波受信信号の１８０°の位相変調区間が乗算されて位相変調が０°となる。すなわち、位相変調器１５による位相変調が自動的に復調される。実際は、後述するように、反射波受信信号の遅延により変調コードに対応した位相差情報が残る。ＬＰＦ１７は、ミキサ回路１６からの混合出力を積分処理して低周波成分を取り出し、低周波数増幅回路１８に送る。低周波数増幅回路１８は、ＬＰＦ１７で取り出された低周波成分（低周波信号）を所定レベルにまで増幅し、信号処理回路１９に送る。信号処理回路１９は、増幅された低周波信号を、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、このデジタル信号を解析することで、対象物Ｏの動き等を検出する。
【００２５】
次に、図２及び図３を参照して、無線センサ装置１０の動作について説明する。
ＲＦ発振器１１で発振した発振信号が、増幅器１２及びＢＰＦ１３を介して位相変調器１５に入力される。変調コード発生器１４では、当該無線センサ装置１０の識別コードとして、例えば図２（ａ）に示す変調コードが生成され、この変調コード信号が位相変調器１５に供給される。位相変調器１５では、ＲＦ帯の発振信号を変調コード発生器１４から受けた変調コード信号に従いＢＰＳＫ変調する。図２（ａ）に示す変調コードにしたがって位相変調することで、同図（ｂ）に示すように位相変調された送信信号（ＲＦ帯）が生成される。その結果、０，１の識別コードからなる変調コードにしたがって位相が反転したＲＦ送信信号が送信される。変調コードに対応した位相情報を含む送信信号は送受信アンテナＡＮＴに送られると共に、この送信信号の一部がローカル信号としてミキサ回路１６に送られる。送受信アンテナＡＮＴでは、位相変調されたＲＦ送信信号は無線波として放射される。
【００２６】
送受信アンテナＡＮＴから放射された無線波が対象物Ｏに反射した反射波は、再び送受信アンテナＡＮＴで受信されて反射波受信信号としてミキサ回路１６に送られる。ミキサ回路１６では、位相変調器１５から受けたローカル信号と、送受信アンテナＡＮＴで受信した受信信号とが混合され、混合出力がＬＰＦ１７に送られる。ここで、対象物Ｏからの反射波受信信号は、ＲＦ送信信号と同一タイミングで０°位相と１８０°位相とが繰り返す位相反転繰り返し信号である。両者を混合すると、位相遅延部分を除けば、両者の０°位相部分が同期すると共に、両者の１８０°位相部分が同期するので、両者の０°位相部分が互いに掛けあわされて０°となり、両者の１８０°位相部分が互いに掛けあわされて０°となり、ＢＰＳＫ位相変調が復調されることになる。
【００２７】
反射波受信信号はローカル信号に対して遅延時間差Ｔが生じる（図２（ｃ））。このため、図２（ｄ）に示すように、ローカル信号（ＲＦ送信信号）の１８０°位相部分と反射波受信信号の０°位相部分とが時間的に重複するところでは両者の位相差が１８０°となり、ミキサ回路１６の混合出力には位相差分に相当するピークパワーが現れる。例えば、ローカル信号の立ち上がり位置Ｐ１の位相（１８０°）と、このローカル信号に遅延時間Ｔだけ遅延した反射波受信信号の立ち上がり位置Ｐ２の位相（０°）との位相差分（１８０°−０°＝１８０°）がピークＯ１として現れ、ローカル信号の立ち下がり位置Ｐ３の位相（０°）と、このローカル信号に遅延時間Ｔだけ遅延した受信信号の立ち下がり位置Ｐ４の位相（１８０°）との位相差分（０°−１８０°＝−１８０°＝１８０°）がピークＯ２として現れる。図２（ａ）（ｂ）と図２（ｄ）とを比較すると明らかなように、図２（ｄ）に示されるピークパワー出力は図２（ａ）に示す変調コードと対応している。このことから、ミキサ回路１６のピークパワー出力を分析すれば反射波受信信号が自局から送信したＲＦ送信信号に対するものであるか否かチェックすることが可能になる。たとえば、無線センサ装置１０が近接して設置される環境であっても、無線センサ装置１０毎に固有の変調コードを使用すれば、同一周波数を使用することが可能になる。
【００２８】
次に反射波受信信号に妨害波が混信する場合について説明する。図３（ａ）（ｂ）は図２（ａ）（ｂ）に示す変調コード及びＲＦ送信信号を示しており、図３（ｃ）は妨害波を示している。ここでは、妨害波の位相はＲＦ送信信号とは相関がなく、一定の位相であるものとして説明する。
【００２９】
ローカル信号（図３（ｂ））に対する反射波受信信号の遅延時間Ｔを考慮しなければ、ローカル信号（位相変調）と図３（ｃ）に示す一定位相の妨害波とが混合（乗算）されるので、図３（ｄ）に示すように＋Ｖ位相と−Ｖ位相とが繰り返す混合出力となる。すなわち、ローカル信号の０°位相部分と妨害波が掛けあわされて＋Ｖとなり、ローカル信号の１８０°位相部分と妨害波が掛けあわされて−Ｖとなる。変調コードと同様に、＋Ｖと−Ｖとは同一回数（１コード単位）だけ繰り返すので、合計すれば０となる。よって、ローカル信号と妨害波の混合器出力を後段のＬＰＦ１７で積分すれば、妨害波に関する積分出力は「０」となり、反射波受信信号の中から妨害波成分を取り除くことができる。
【００３０】
ＬＰＦ１７では、ミキサ回路１６からの混合出力が積分処理されて、妨害波が除去されると共に、ローカル信号（ＲＦ送信信号）と反射波受信信号との位相差情報（変調コード情報を含む）である低周波成分が取り出され、低周波数増幅回路１８に送られる。低周波数増幅回路１８では、ＬＰＦ１７で取り出された低周波成分が所定レベルにまで増幅されて、信号処理回路１９に送られる。信号処理回路１９では、増幅された低周波信号が、デジタル信号に変換され、このデジタル信号が解析されて対象物Ｏの動き等が検出されると共に変調コードが解析されて自局から送信した信号の反射波受信信号であると認識できる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態では、自局の識別コードからなる変調コードを用いてＲＦ送信信号がＢＰＳＫ変調され、この位相変調されたＲＦ送信信号が無線波として放射されると共に送信信号の一部がローカル信号としてミキサ回路１６に送られる。ミキサ回路１６で、ローカル信号と対象物Ｏに反射した反射波受信信号とを混合して両信号の位相差分を出力し、ＬＰＦ１７でこの位相差分を積分出力する。したがって、ローカル信号と反射波受信信号とは混合されて自動的に復調される一方、妨害波は位相変調されているローカル信号と混合されて＋Ｖ成分と−Ｖ成分とに分離され、積分してキャンセルされるので、反射波受信信号に当該受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合でも、妨害波成分を取り除き、対象物Ｏからの反射波成分を取り出すことができる。また、変調コードに対応した混合器出力のピークパワーが得られるので、反射波受信信号が自局の送信信号に対する反射波であることを確認することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る無線センサ装置は、上述した第１の実施の形態に係る無線センサ装置１０と比べて、送信側の構成要素のみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を用い、繰り返しの説明を省略する。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。図４に示すように、無線センサ装置４０は、送信側の構成要素として、送受信アンテナＡＮＴと、ＲＦ発振器１１と、増幅器１２と、ＢＰＦ１３と、変調コード発生器４１と、位相変調器（ＲＦ帯ＢＰＳＫ変調器）４２と、ＢＰＦ４３と、を備えている。位相変調器４２は、ＲＦ発振器１１の出力端からミキサ回路１６の入力端との間に設けられている。送受信アンテナＡＮＴが、物理的に分離した送信アンテナと受信アンテナとで構成される場合は、ＲＦ発振器１１の出力端と送信アンテナの給電端との間に第１の位相変調器４２が設置され、かつミキサ回路１６の入力端と受信アンテナの給電端との間に第２の位相変調器４２が設置されることになる。位相変調器４２に対して変調コード発生器４１から無線センサ装置４０の固有の識別コードである変調コードを供給する。位相変調器４２と送受信アンテナＡＮＴの給電端との間にはＢＰＦ４３が設けられている。
【００３４】
以上のように構成された第２の実施の形態では、ＲＦ発振器１１から発振された発振信号が増幅器１２で増幅された後、ＢＰＦ１３を通過し、アンテナ側に設置された位相変調器４２へ入力すると共に一部がローカル信号としてミキサ回路１６へ入力される。変調コード発生器４１は、識別コードからなる変調コード（図２（ａ））を生成して位相変調器４２へ供給しており、位相変調器４２が発振信号からなるＲＦ送信信号をＢＰＳＫ変調する。変調コードの「０」では０°位相、「１」では１８０°位相を変化させてＲＦ送信信号（図２（ｂ））はＢＰＦ４３で送信帯域外の成分を除去して無線送信される。
【００３５】
対象物Ｏで反射した反射波が送受信アンテナＡＮＴで受信されて反射波受信信号が出力される。反射波受信信号（図２（ｃ））に対して位相変調器４２が送信時と同じ変調コード（図２（ａ））でＢＰＳＫ変調を加える。反射波受信信号の０°位相部分に対して０°位相が変化する変調が加えられ（位相変化無し）、反射波受信信号の１８０°位相部分に対して１８０°位相が変化する変調が加えられ（０°位相に戻る）。すなわち、変調コードで位相変調されていた反射波受信信号が復調されてミキサ回路１６の入力端に出力される。図２（ｂ）（ｃ）に示すように、反射波受信信号が遅延時間Ｔだけ遅延していれば、０°位相から１８０°位相へ変化する変化点近傍、及び１８０°位相から０°位相へ変化する変化点近傍に１８０°位相の位相信号が現れる。その結果、ミキサ回路１６からは図２（ｄ）に示すような変調コードに対応したピークパワー出力が現れる。このピークパワー出力を分析すれば自局の変調コードであることが判ると共に、対象物Ｏの変位を検出することもできる。
【００３６】
一方、図３（ｃ）に示すように一定位相の妨害波が混入する場合、位相変調器４２において、図３（ｃ）に示す一定位相の妨害波に対して図３（ａ）に示す変調コードで位相変調が加えられる。ミキサ回路１６では変調コードで位相変調された妨害波とローカル信号（ＲＦ送信信号)とが混合され、妨害波の０°位相部分が＋Ｖ、妨害波の１８０°位相部分が−Ｖとなる。変調コードと同様に、＋Ｖと−Ｖとは同一回数（１コード単位）だけ繰り返すので、後段の積分回路であるＬＰＦ１７で合計すれば妨害波成分は０となる。
【００３７】
このように本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に反射波受信信号に当該受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合でも、妨害波成分を取り除き、対象物からの反射波成分を取り出すことができると共に、反射波受信信号が自局の送信信号に対する反射波であることを確認することができる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態に係る無線センサ装置は、上述した第１の実施の形態に係る無線センサ装置１０と比べて、送信側の構成要素のみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を用い、繰り返しの説明を省略する。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。図５に示すように、無線センサ装置５０は、送受信アンテナＡＮＴと、ＲＦ発振器１１と、増幅器１２と、変調コード発生器５１と、ＧＭＦ（Gaussion Minimum Moduration Filter）５２と、位相変調器（ＢＢ/ＩＦ帯ＢＰＳＫ変調器）５３と、アップコンバータ５４と、増幅器５５と、ＢＰＦ１３と、を備えている。
【００４０】
変調コード発生器５１は、無線センサ装置５０に固有の識別コードである変調コード（例えば、図２（ａ））を生成し、ＧＭＦ５２は、変調コード発生器５１から出力された変調コード信号の周波数帯域をベースバンド（ＢＢ）帯域又は中間周波数（ＩＦ）帯域に制限する。帯域に制限された変調コード信号は位相変調器５３に入力する。位相変調器５３は、ベースバンド帯域又は発振周波数より低い中間周波数帯域で位相変調処理を行うＢＰＳＫ変調器で構成されている。位相変調器５３は、ベースバンド（ＢＢ）帯域又は中間周波数（ＩＦ）帯の搬送波を変調コードでＢＰＳＫ変調して位相変調信号を出力する。ＲＦ発振器１１の出力を増幅する増幅器１２の出力段にアップコンバータ５４が設けられている。アップコンバータ５４は位相変調器５３から供給される位相変調信号（ＢＢ又はＩＦ帯）を発振信号と混合してＲＦ帯に周波数変換する。このように、ＲＦ帯よりも低周波数のベースバンド帯域又は中間周波数帯域で位相変調処理を行うことで、ＲＦ帯で位相変調する場合に比べて、高い精度で位相変調することができる。周波数変換後のＲＦ送信信号は増幅器５５で増幅し、ＢＰＦ１３を通過して送受信アンテナＡＮＴから放射されると共に、送信信号の一部がミキサ回路１６に送られる。
【００４１】
ミキサ回路１６及びＬＰＦ１７において、変調コード情報が検出されると共に、妨害波がキャンセルされる作用効果については、上記第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、送信アンテナと受信アンテナを単一の送受信アンテナＡＮＴで兼用（共用）する構成を例に説明したが、送信アンテナ及び受信アンテナを別々のアンテナで構成してもよい。
【００４３】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、無線波を利用して対象物からの反射波から対象物の動き等を検出する無線センサ装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，４０，５０ 無線センサ装置
１１ ＲＦ発振器（発振回路）
１２ 増幅器
１３，４３ ＢＰＦ
１４，４１，５１ 変調コード発生器
１５，４２，５３ 位相変調器
１６ ミキサ回路
１７ ＬＰＦ
１８ 低周波数増幅回路
１９ 信号処理回路
５４ アップコンバータ
ＡＮＴ 送受信アンテナ
Ｏ 対象物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線波を用いて対象物の反射波から対象物の動き等を検出する無線センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の無線センサ装置として、発振器からの出力信号をアンテナに給電して無線波を放射し、この無線波が対象物で反射した反射波を受信し、受信した反射波から対象物の方位や動きを検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、発振器からの出力信号を用いて、対象物の動き等を検出する無線センサ装置を示す構成図である。図６に示す無線センサ装置１では、ＲＦ発振器２から発振した信号が、増幅器３で増幅され、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４に送られて帯域制限される。ＢＰＦ４を通過した信号はアンテナＡＮＴに給電され、アンテナＡＮＴから無線波が放射されると共に、対象物Ｏで反射した反射波がアンテナＡＮＴで受信される。受信した反射波は電気的な受信信号としてミキサ回路５に入力され、ＢＰＦ４から直接入力された信号（ローカル信号）と混合される。ミキサ回路５から出力された信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６に入力され、低周波成分が取り出される。ＬＰＦ６を通過した信号は、低周波数増幅回路７へ入力されて増幅され、低周波数増幅回路７で増幅された信号は、信号処理回路８に取り込まれる。信号処理回路８では、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、信号処理回路８から出力された低周波成分の信号から対象物Ｏの動きの有無が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４５６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の無線センサ装置では、受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合、妨害波をキャンセルすることができない問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、受信信号と同一周波帯の妨害波をキャンセルして誤判定を防止することができる無線センサ装置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】
【０００７】
本発明の無線センサ装置は、所定周波数の信号を発振する発振回路と、前記発振回路からの信号を対象物へ放射する送信アンテナと、前記対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、前記送信アンテナへ供給される信号と前記受信アンテナで受信した反射波とが入力されるミキサ回路と、前記ミキサ回路から出力される信号を処理する信号処理回路と、前記送信アンテナへ供給される信号を変調コードにしたがって位相変調する位相変調手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、変調コードにしたがって位相変調された信号が送信されるので、対象物からの反射波も同一の変調コードにより位相変調され、受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合でも、妨害波をキャンセルして、対象物からの反射波を取り出すことができ、対象物の動き等の検出についての誤判定を防止することができる。
【０００９】
上記無線センサ装置において、前記位相変調手段は、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする。
【００１０】
上記無線センサ装置において、前記位相変調手段は、前記ミキサ回路の入力端から前記送信アンテナまでの間、及び前記ミキサ回路の入力端から前記受信アンテナまでの間にそれぞれ設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする。
【００１１】
上記無線センサ装置において、前記位相変調手段は、ベースバンド帯又は前記所定周波数より低い周波数帯で前記変調コードにしたがって位相変調するＢＰＳＫ変調器と、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられ、前記ＢＰＳＫ変調器から出力される位相変調信号を前記所定周波数にアップコンバートするアップコンバータと、を有することを特徴とする。
【００１２】
上記無線センサ装置において、前記ＢＰＳＫ変調器に対して識別コードとなる変調コードを生成する変調コード発生器を接続した構成にしてもよい。
【００１３】
上記無線センサ装置において、前記送信アンテナと前記受信アンテナとを共用してもよい。また、上記無線センサ装置において、前記送信アンテナと前記受信アンテナとをそれぞれ別のアンテナで構成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、受信信号と同一周波帯の妨害波をキャンセルして誤判定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る無線センサ装置の動作を説明するための図である。
【図３】本実施の形態に係る無線センサ装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。
【図６】従来の無線センサ装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明の実施の形態に係る無線センサ装置は、所定の変調コードにしたがって位相変調した無線波を放射し、この無線波が対象物に反射した反射波から対象物の動き等を検出するものである。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。図１に示すように、無線センサ装置１０は、送受信アンテナＡＮＴと、ＲＦ発振器１１と、増幅器（Buffer Amp）１２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３と、変調コード（Code）発生器１４と、位相変調器（ＲＦ帯ＢＰＳＫ変調器）１５と、を備えている。ＲＦ発振器１１及び増幅器１２は、電源回路２０から供給される電源で駆動するように構成されている。アンテナは送信アンテナと受信アンテナを兼用する送受信アンテナＡＮＴであるが、２つのアンテナに分離した構成とすることも可能である。
【００１８】
ＲＦ発振器１１は、所定の周波数で発振し、発振信号を増幅器１２に送る。この発振信号は、搬送波となる無変調の連続波（ＣＷ：continuous wave）である。増幅器１２は、ＲＦ発振器１１から出力された所定周波数の出力信号を所定の電力レベルまで増幅して、ＢＰＦ１３へ出力する。ＢＰＦ１３は、増幅器１２で増幅された信号に対して通信帯域に制限されるような帯域制限を加えて位相変調器１５へ出力する。位相変調器１５は、送受信アンテナＡＮＴの給電端とＲＦ発振器１１との間に設けられており、変調コード発生器１４から変調コードが与えられる。
【００１９】
変調コード発生器１４は、当該無線センサ装置１０に固有の識別コードを表す「０」，「１」の変調コードを生成する。特に、コード全体または所定区間で「０」と「１」のそれぞれの総数が略同一となる符号系列が望ましい。本例ではＰＮ符号を用いることとする。位相変調器１５は、変調コード「０」に対して０°の位相変調とし、変調コード「１」に対して１８０°の位相変調を加えることとする。
【００２０】
図２（ａ）は、変調コード発生器１４の生成する変調コードを示す図であり、図２（ｂ）は同図（ａ）の変調コードを用いて位相変調したＲＦ送信信号（ローカル信号）を示している。上記した通り、変調コード「０」は送信信号（ローカル信号）の位相０°に、変調コード「１」はこの送信信号（ローカル信号）の位相０°が反転した位相１８０°に対応している。この変調コード信号を構成するコード数（「０」と「１」の数）は同数（又は略同数）であり、後述するように妨害波をキャンセルする機能と自局から送信した信号の反射波を識別するための識別情報としての機能とを有する。
【００２１】
位相変調器１５は、発振周波数信号をＢＰＳＫ変調方式で直接的に位相変調する。位相変調器１５で位相変調された信号には、図２（ｂ）に示すように、位相が反転した２つの位相（０°と１８０°）の位相情報が含まれるので、この位相情報と同じ位相情報（コード情報）が、対象物Ｏで反射した反射波（受信信号）にも含まれる。位相変調器１５から出力される位相変調信号は送信信号として送受信アンテナＡＮＴに給電されると同時に、この送信信号の一部がローカル信号としてミキサ回路１６に入力される。
【００２２】
送受信アンテナＡＮＴは、位相変調器１５で位相変調処理された送信信号を無線波として放射すると共に、放射した無線波が対象物Ｏに反射した反射波を電気的な受信信号として受信し、ミキサ回路１６に出力する。
【００２３】
本実施の形態に係る無線センサ装置１０は、受信側の構成要素としてミキサ回路１６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１７と、低周波数増幅回路１８と、信号処理回路１９と、を備える。低周波数増幅回路１８及び信号処理回路１９は、電源回路２０から供給される電源で駆動するように構成されている。
【００２４】
ミキサ回路１６には、位相変調器１５から送受信アンテナＡＮＴに給電される送信信号の一部がローカル信号として入力されると共に、受信側となる送受信アンテナＡＮＴから対象物Ｏからの反射波を受信した反射波受信信号が入力される。ミキサ回路１６は、ローカル信号と反射波受信信号とを混合する。ここで、ミキサ回路１６では、反射波受信信号の遅延を考慮しなければ、送信信号（ローカル信号）の０°の位相変調区間に対して反射波受信信号の０°の位相変調区間が乗算されて位相変調が０°となり、送信信号（ローカル信号）の１８０°の位相変調区間に対して反射波受信信号の１８０°の位相変調区間が乗算されて位相変調が０°となる。すなわち、位相変調器１５による位相変調が自動的に復調される。実際は、後述するように、反射波受信信号の遅延により変調コードに対応した位相差情報が残る。ＬＰＦ１７は、ミキサ回路１６からの混合出力を積分処理して低周波成分を取り出し、低周波数増幅回路１８に送る。低周波数増幅回路１８は、ＬＰＦ１７で取り出された低周波成分（低周波信号）を所定レベルにまで増幅し、信号処理回路１９に送る。信号処理回路１９は、増幅された低周波信号を、図示しないＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、このデジタル信号を解析することで、対象物Ｏの動き等を検出する。
【００２５】
次に、図２及び図３を参照して、無線センサ装置１０の動作について説明する。
ＲＦ発振器１１で発振した発振信号が、増幅器１２及びＢＰＦ１３を介して位相変調器１５に入力される。変調コード発生器１４では、当該無線センサ装置１０の識別コードとして、例えば図２（ａ）に示す変調コードが生成され、この変調コード信号が位相変調器１５に供給される。位相変調器１５では、ＲＦ帯の発振信号を変調コード発生器１４から受けた変調コード信号に従いＢＰＳＫ変調する。図２（ａ）に示す変調コードにしたがって位相変調することで、同図（ｂ）に示すように位相変調された送信信号（ＲＦ帯）が生成される。その結果、０，１の識別コードからなる変調コードにしたがって位相が反転したＲＦ送信信号が送信される。変調コードに対応した位相情報を含む送信信号は送受信アンテナＡＮＴに送られると共に、この送信信号の一部がローカル信号としてミキサ回路１６に送られる。送受信アンテナＡＮＴでは、位相変調されたＲＦ送信信号は無線波として放射される。
【００２６】
送受信アンテナＡＮＴから放射された無線波が対象物Ｏに反射した反射波は、再び送受信アンテナＡＮＴで受信されて反射波受信信号としてミキサ回路１６に送られる。ミキサ回路１６では、位相変調器１５から受けたローカル信号と、送受信アンテナＡＮＴで受信した受信信号とが混合され、混合出力がＬＰＦ１７に送られる。ここで、対象物Ｏからの反射波受信信号は、ＲＦ送信信号と同一タイミングで０°位相と１８０°位相とが繰り返す位相反転繰り返し信号である。両者を混合すると、位相遅延部分を除けば、両者の０°位相部分が同期すると共に、両者の１８０°位相部分が同期するので、両者の０°位相部分が互いに掛けあわされて０°となり、両者の１８０°位相部分が互いに掛けあわされて０°となり、ＢＰＳＫ位相変調が復調されることになる。
【００２７】
反射波受信信号はローカル信号に対して遅延時間差Ｔが生じる（図２（ｃ））。このため、図２（ｄ）に示すように、ローカル信号（ＲＦ送信信号）の１８０°位相部分と反射波受信信号の０°位相部分とが時間的に重複するところでは両者の位相差が１８０°となり、ミキサ回路１６の混合出力には位相差分に相当するピークパワーが現れる。例えば、ローカル信号の立ち上がり位置Ｐ１の位相（１８０°）と、このローカル信号に遅延時間Ｔだけ遅延した反射波受信信号の立ち上がり位置Ｐ２の位相（０°）との位相差分（１８０°−０°＝１８０°）がピークＯ１として現れ、ローカル信号の立ち下がり位置Ｐ３の位相（０°）と、このローカル信号に遅延時間Ｔだけ遅延した受信信号の立ち下がり位置Ｐ４の位相（１８０°）との位相差分（０°−１８０°＝−１８０°＝１８０°）がピークＯ２として現れる。図２（ａ）（ｂ）と図２（ｄ）とを比較すると明らかなように、図２（ｄ）に示されるピークパワー出力は図２（ａ）に示す変調コードと対応している。このことから、ミキサ回路１６のピークパワー出力を分析すれば反射波受信信号が自局から送信したＲＦ送信信号に対するものであるか否かチェックすることが可能になる。たとえば、無線センサ装置１０が近接して設置される環境であっても、無線センサ装置１０毎に固有の変調コードを使用すれば、同一周波数を使用することが可能になる。
【００２８】
次に反射波受信信号に妨害波が混信する場合について説明する。図３（ａ）（ｂ）は図２（ａ）（ｂ）に示す変調コード及びＲＦ送信信号を示しており、図３（ｃ）は妨害波を示している。ここでは、妨害波の位相はＲＦ送信信号とは相関がなく、一定の位相であるものとして説明する。
【００２９】
ローカル信号（図３（ｂ））に対する反射波受信信号の遅延時間Ｔを考慮しなければ、ローカル信号（位相変調）と図３（ｃ）に示す一定位相の妨害波とが混合（乗算）されるので、図３（ｄ）に示すように＋Ｖ位相と−Ｖ位相とが繰り返す混合出力となる。すなわち、ローカル信号の０°位相部分と妨害波が掛けあわされて＋Ｖとなり、ローカル信号の１８０°位相部分と妨害波が掛けあわされて−Ｖとなる。変調コードと同様に、＋Ｖと−Ｖとは同一回数（１コード単位）だけ繰り返すので、合計すれば０となる。よって、ローカル信号と妨害波の混合器出力を後段のＬＰＦ１７で積分すれば、妨害波に関する積分出力は「０」となり、反射波受信信号の中から妨害波成分を取り除くことができる。
【００３０】
ＬＰＦ１７では、ミキサ回路１６からの混合出力が積分処理されて、妨害波が除去されると共に、ローカル信号（ＲＦ送信信号）と反射波受信信号との位相差情報（変調コード情報を含む）である低周波成分が取り出され、低周波数増幅回路１８に送られる。低周波数増幅回路１８では、ＬＰＦ１７で取り出された低周波成分が所定レベルにまで増幅されて、信号処理回路１９に送られる。信号処理回路１９では、増幅された低周波信号が、デジタル信号に変換され、このデジタル信号が解析されて対象物Ｏの動き等が検出されると共に変調コードが解析されて自局から送信した信号の反射波受信信号であると認識できる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態では、自局の識別コードからなる変調コードを用いてＲＦ送信信号がＢＰＳＫ変調され、この位相変調されたＲＦ送信信号が無線波として放射されると共に送信信号の一部がローカル信号としてミキサ回路１６に送られる。ミキサ回路１６で、ローカル信号と対象物Ｏに反射した反射波受信信号とを混合して両信号の位相差分を出力し、ＬＰＦ１７でこの位相差分を積分出力する。したがって、ローカル信号と反射波受信信号とは混合されて自動的に復調される一方、妨害波は位相変調されているローカル信号と混合されて＋Ｖ成分と−Ｖ成分とに分離され、積分してキャンセルされるので、反射波受信信号に当該受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合でも、妨害波成分を取り除き、対象物Ｏからの反射波成分を取り出すことができる。また、変調コードに対応した混合器出力のピークパワーが得られるので、反射波受信信号が自局の送信信号に対する反射波であることを確認することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態に係る無線センサ装置は、上述した第１の実施の形態に係る無線センサ装置１０と比べて、送信側の構成要素のみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を用い、繰り返しの説明を省略する。
【００３３】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。図４に示すように、無線センサ装置４０は、送信側の構成要素として、送受信アンテナＡＮＴと、ＲＦ発振器１１と、増幅器１２と、ＢＰＦ１３と、変調コード発生器４１と、位相変調器（ＲＦ帯ＢＰＳＫ変調器）４２と、ＢＰＦ４３と、を備えている。位相変調器４２は、ＲＦ発振器１１の出力端からミキサ回路１６の入力端との間に設けられている。送受信アンテナＡＮＴが、物理的に分離した送信アンテナと受信アンテナとで構成される場合は、ＲＦ発振器１１の出力端と送信アンテナの給電端との間に第１の位相変調器４２が設置され、かつミキサ回路１６の入力端と受信アンテナの給電端との間に第２の位相変調器４２が設置されることになる。位相変調器４２に対して変調コード発生器４１から無線センサ装置４０の固有の識別コードである変調コードを供給する。位相変調器４２と送受信アンテナＡＮＴの給電端との間にはＢＰＦ４３が設けられている。
【００３４】
以上のように構成された第２の実施の形態では、ＲＦ発振器１１から発振された発振信号が増幅器１２で増幅された後、ＢＰＦ１３を通過し、アンテナ側に設置された位相変調器４２へ入力すると共に一部がローカル信号としてミキサ回路１６へ入力される。変調コード発生器４１は、識別コードからなる変調コード（図２（ａ））を生成して位相変調器４２へ供給しており、位相変調器４２が発振信号からなるＲＦ送信信号をＢＰＳＫ変調する。変調コードの「０」では０°位相、「１」では１８０°位相を変化させてＲＦ送信信号（図２（ｂ））はＢＰＦ４３で送信帯域外の成分を除去して無線送信される。
【００３５】
対象物Ｏで反射した反射波が送受信アンテナＡＮＴで受信されて反射波受信信号が出力される。反射波受信信号（図２（ｃ））に対して位相変調器４２が送信時と同じ変調コード（図２（ａ））でＢＰＳＫ変調を加える。反射波受信信号の０°位相部分に対して０°位相が変化する変調が加えられ（位相変化無し）、反射波受信信号の１８０°位相部分に対して１８０°位相が変化する変調が加えられ（０°位相に戻る）。すなわち、変調コードで位相変調されていた反射波受信信号が復調されてミキサ回路１６の入力端に出力される。図２（ｂ）（ｃ）に示すように、反射波受信信号が遅延時間Ｔだけ遅延していれば、０°位相から１８０°位相へ変化する変化点近傍、及び１８０°位相から０°位相へ変化する変化点近傍に１８０°位相の位相信号が現れる。その結果、ミキサ回路１６からは図２（ｄ）に示すような変調コードに対応したピークパワー出力が現れる。このピークパワー出力を分析すれば自局の変調コードであることが判ると共に、対象物Ｏの変位を検出することもできる。
【００３６】
一方、図３（ｃ）に示すように一定位相の妨害波が混入する場合、位相変調器４２において、図３（ｃ）に示す一定位相の妨害波に対して図３（ａ）に示す変調コードで位相変調が加えられる。ミキサ回路１６では変調コードで位相変調された妨害波とローカル信号（ＲＦ送信信号)とが混合され、妨害波の０°位相部分が＋Ｖ、妨害波の１８０°位相部分が−Ｖとなる。変調コードと同様に、＋Ｖと−Ｖとは同一回数（１コード単位）だけ繰り返すので、後段の積分回路であるＬＰＦ１７で合計すれば妨害波成分は０となる。
【００３７】
このように本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に反射波受信信号に当該受信信号と同一周波帯の妨害波が混入した場合でも、妨害波成分を取り除き、対象物からの反射波成分を取り出すことができると共に、反射波受信信号が自局の送信信号に対する反射波であることを確認することができる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本発明の第３の実施の形態に係る無線センサ装置は、上述した第１の実施の形態に係る無線センサ装置１０と比べて、送信側の構成要素のみ相違している。したがって、特に相違点についてのみ説明し、同一の構成については同一の符号を用い、繰り返しの説明を省略する。
【００３９】
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る無線センサ装置を示す構成図である。図５に示すように、無線センサ装置５０は、送受信アンテナＡＮＴと、ＲＦ発振器１１と、増幅器１２と、変調コード発生器５１と、ＧＭＦ（Gaussion Minimum Moduration Filter）５２と、位相変調器（ＢＢ/ＩＦ帯ＢＰＳＫ変調器）５３と、アップコンバータ５４と、増幅器５５と、ＢＰＦ１３と、を備えている。
【００４０】
変調コード発生器５１は、無線センサ装置５０に固有の識別コードである変調コード（例えば、図２（ａ））を生成し、ＧＭＦ５２は、変調コード発生器５１から出力された変調コード信号の周波数帯域をベースバンド（ＢＢ）帯域又は中間周波数（ＩＦ）帯域に制限する。帯域に制限された変調コード信号は位相変調器５３に入力する。位相変調器５３は、ベースバンド帯域又は発振周波数より低い中間周波数帯域で位相変調処理を行うＢＰＳＫ変調器で構成されている。位相変調器５３は、ベースバンド（ＢＢ）帯域又は中間周波数（ＩＦ）帯の搬送波を変調コードでＢＰＳＫ変調して位相変調信号を出力する。ＲＦ発振器１１の出力を増幅する増幅器１２の出力段にアップコンバータ５４が設けられている。アップコンバータ５４は位相変調器５３から供給される位相変調信号（ＢＢ又はＩＦ帯）を発振信号と混合してＲＦ帯に周波数変換する。このように、ＲＦ帯よりも低周波数のベースバンド帯域又は中間周波数帯域で位相変調処理を行うことで、ＲＦ帯で位相変調する場合に比べて、高い精度で位相変調することができる。周波数変換後のＲＦ送信信号は増幅器５５で増幅し、ＢＰＦ１３を通過して送受信アンテナＡＮＴから放射されると共に、送信信号の一部がミキサ回路１６に送られる。
【００４１】
ミキサ回路１６及びＬＰＦ１７において、変調コード情報が検出されると共に、妨害波がキャンセルされる作用効果については、上記第１の実施の形態と同様である。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、送信アンテナと受信アンテナを単一の送受信アンテナＡＮＴで兼用（共用）する構成を例に説明したが、送信アンテナ及び受信アンテナを別々のアンテナで構成してもよい。
【００４３】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、無線波を利用して対象物からの反射波から対象物の動き等を検出する無線センサ装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，４０，５０ 無線センサ装置
１１ ＲＦ発振器（発振回路）
１２ 増幅器
１３，４３ ＢＰＦ
１４，４１，５１ 変調コード発生器
１５，４２，５３ 位相変調器
１６ ミキサ回路
１７ ＬＰＦ
１８ 低周波数増幅回路
１９ 信号処理回路
５４ アップコンバータ
ＡＮＴ 送受信アンテナ
Ｏ 対象物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の信号を発振する発振回路と、
前記発振回路からの信号を対象物へ放射する送信アンテナと、
前記対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
前記送信アンテナへ供給される信号と前記受信アンテナで受信した反射波とが入力されるミキサ回路と、
前記ミキサ回路から出力される信号を処理する信号処理回路と、
前記送信アンテナへ供給される信号を変調コードにしたがって位相変調する位相変調手段と、を備えることを特徴とする無線センサ装置。
【請求項２】
前記位相変調手段は、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。
【請求項３】
前記位相変調手段は、前記ミキサ回路の入力端から前記送信アンテナまでの間、及び前記ミキサ回路の入力端から前記受信アンテナまでの間にそれぞれ設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。
【請求項４】
前記位相変調手段は、ベースバンド帯又は前記所定周波数より低い周波数帯で前記変調コードにしたがって位相変調するＢＰＳＫ変調器と、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられ、前記ＢＰＳＫ変調器から出力される位相変調信号を前記所定周波数にアップコンバートするアップコンバータと、を有することを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。
【請求項５】
前記ＢＰＳＫ変調器に対して識別コードとなる変調コードを生成する変調コード発生器を接続したことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の無線センサ装置。
【請求項６】
前記送信アンテナと前記受信アンテナとを共用したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線センサ装置。
【請求項７】
前記送信アンテナと前記受信アンテナとをそれぞれ別のアンテナで構成したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線センサ装置。
【請求項１】
所定周波数の信号を発振する発振回路と、
前記発振回路からの信号を対象物へ放射する送信アンテナと、
前記対象物からの反射波を受信する受信アンテナと、
前記送信アンテナへ供給される信号と前記受信アンテナで受信した反射波とが入力されるミキサ回路と、
前記ミキサ回路から出力される信号を処理する信号処理回路と、
前記送信アンテナへ供給される信号を変調コードにしたがって位相変調する位相変調手段と、を備えることを特徴とする無線センサ装置。
【請求項２】
前記位相変調手段は、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。
【請求項３】
前記位相変調手段は、前記ミキサ回路の入力端から前記送信アンテナまでの間、及び前記ミキサ回路の入力端から前記受信アンテナまでの間にそれぞれ設けられており、前記所定周波数と同一周波数帯のＢＰＳＫ変調器で構成されることを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。
【請求項４】
前記位相変調手段は、ベースバンド帯又は前記所定周波数より低い周波数帯で前記変調コードにしたがって位相変調するＢＰＳＫ変調器と、前記発振回路から前記ミキサ回路の入力端までの間に設けられ、前記ＢＰＳＫ変調器から出力される位相変調信号を前記所定周波数にアップコンバートするアップコンバータと、を有することを特徴とする請求項１に記載の無線センサ装置。
【請求項５】
前記ＢＰＳＫ変調器に対して識別コードとなる変調コードを生成する変調コード発生器を接続したことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の無線センサ装置。
【請求項６】
前記送信アンテナと前記受信アンテナとを共用したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線センサ装置。
【請求項７】
前記送信アンテナと前記受信アンテナとをそれぞれ別のアンテナで構成したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線センサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１７４８４０（Ｐ２０１１−１７４８４０Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３９６９１（Ｐ２０１０−３９６９１）
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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