JPH04299277A - マイクロ波送受器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、走行車両の速度及び
存在を検知するとともに、走行車両へ通過位置情報を送
信するマイクロ波送受器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は従来のマイクロ波送受器の構成
を示すブロック図、図１３及び図１４は図１２の動作説
明図である。図において１は電波を発生する発振部、２
は発振部１の出力をパルス変調するためのパルス振幅変
調部、３はパルス振幅変調部３の出力を２方向へ送出す
る第１の方向性結合部、４は送受信波の経路を切り分け
るためのサーキュレータ、５は送信波を空間に放射し目
標物からの反射波を受信するための第１の送受信共用ア
ンテナ、６は反射波をドップラー周波数抽出用信号と存
在検知用信号との２方向へ分離するための第２の方向性
結合部、７は反射波からドップラー周波数変移を抽出す
るためのミキサ、８はミキサ７からの出力をサンプルホ
ールドする第１のサンプルホールド部、９は第１のサン
プルホールド部からの出力を所定のレベルまで増幅する
ための第１の増幅部、１０は反射波を所定のレベルまで
増幅するための高周波増幅部、１１は高周波増幅部１０
からの出力を検波しビデオ信号として取り出すための検
波器、１２は検波器１１からの出力をサンプルホールド
する第２のサンプルホールド部、１３は第２のサンプル
ホールド部１２からの出力を所定のレベルまで増幅する
ための第２の増幅部、の増幅部、１４は車両、１５はマ
イクロ波送受器、１６は送受信共用アンテナ５から放射
される電波の主伝搬経路である。

【０００３】次に動作について説明する。図１２におい
てパルス変調部２でパルス変調された出力波形は図１４
（ａ）のようになる。図１４（ａ）においてＴ１　は、
パルス振幅変調部２がオン状態の期間（送信期間）、Ｔ
２はオフ状態の期間（受信期間）である。このパルス変
調波が第１の送受信共用アンテナ５から空間に俯角７０
゜近傍で放射され走行車両によって反射され再び受信さ
れた反射波の第１の増幅部９での出力波形は図１４（ｂ
）のようになり、その送信期間の包絡線によりドップラ
ー周波数変位が測定でき、走行車両の相対速度を求める
ことができる。

【０００４】一方、検波器１０の入力端には図１４（ｃ
）に示すように、第１の送受信共用アンテナ５の不整合
による反射波等の送信波の漏洩波と、図１４（ｄ）に示
す目標物からの反射波が重畳して入力し、検波器１０の
出力波形は図１４（ｅ）のようになるが、受信期間Ｔ２
　での出力波のレベルを第２のサンプルホールド部１２
で図１４（ｆ）のようにサンプルホールドし、そのレベ
ルが路面からの反射波のレベルより高いか低いかを判別
することにより、その反射波が車両によるものかを識別
することができる。したがってドップラー周波数変位が
無い時でも、それが渋滞によるものか交通量が全く無い
ことによるものかを判別することが可能であると共に、
この存在検知信号により通過する車両台数を計測するこ
とが出来る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロ波送受
器は以上のように構成されているので、走行車両による
ドップラー周波数変移を精度良く測定するために図１３
に示すように、走行車両１４に対するマイクロ波送受器
１５の第１の送受信共用アンテナ５の指向性の俯角θ２
　を９０度より小さく設定する必要があり、特に走行車
両の屋根が平坦な場合には反射波の殆んどが第１の送受
信共用アンテナ５に戻ってこないため、受信電力レベル
が極端に小さくなり、車両台数の計測精度が劣化する等
の問題点があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、走行車両の屋根が平坦な場合で
も車両台数の計測精度が良いマイクロ波送受器を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るマイクロ
波送受器は、送信パルスを空間に俯角９０゜近傍で放射
する第１の送受信共用アンテナを設けたものである。

【０００８】また、送信パルスをパルス振幅変調部と同
期して、高速でビーム切替を行う高速ビーム切替スイッ
チ部と、切替た一方の送信パルスを空間に俯角９０゜近
傍で放射かつ目標物からの反射波を受信する第１の送受
信共用アンテナと、切替た残る一方の送信パルスを空間
に俯角７０゜近傍で放射し、かつ目標物からの反射波を
受信する第２の送受信共用アンテナとを設けたものであ
る。

【０００９】また、高速ビーム切替スイッチの切替タイ
ミングを調整し、ビーム切替タイミングをパルス振幅変
調部に同期して時分割設定するためにビーム切替タイミ
ング部を設けたものである。

【００１０】また、ミキサから送出される送出パルスを
、ビーム切替タイミング部からの送出タイミングでサン
プルホールドする第１のサンプルホールド部と、検波器
からの送出パルスをサンプルホールドする第２のサンプ
ルホールド部と、このサンプルホールド部につながる所
定レベルまで増幅する第２の増幅部と、この第２の増幅
部につながるビーム切替タイミング部からの送出タイミ
ングで切替を行う切替スイッチ部を設けたものである。

【００１１】また、ビーム切替タイミング部からの送出
タイミングで切替を行う切替スイッチ部を省略し、ビー
ム切替タイミングモニタ経路を設けたものである。

【００１２】また、高速ビーム切替スイッチ部から送出
される送信パルスを空間に俯角９０゜近傍で放射かつ目
標物からの反射波を受信する第１の送受信共用アンテナ
と、高速ビーム切替スイッチ部から送出される送信パル
スを空間に俯角７０゜近傍で放射、かつ目標物からの反
射波を受信する第２の送受信共用アンテナとを一体化す
るとともに、高速ビーム切替スイッチ部から送出される
送信パルスを空間に俯角９０゜近傍と俯角７０゜近傍で
放射かつ目標物からの反射波の受信をビーム切替タイミ
ング部からの送出タイミングで切替を行う第３の送受信
共用アンテナを設けたものである。

【００１３】

【作用】この発明におけるマイクロ波送受器は、第１の
送受信共用アンテナから送信パルスを空間に放射する俯
角を９０゜近傍に設定することにより、車両の存在検知
を確実に行うことができ、走行車両の屋根が平坦な場合
でも車両台数の計測精度が大幅に向上できる。

【００１４】また、送信パルスを高速でビーム切替を行
う高速ビーム切替スイッチ部と、切替えた一方の送信パ
ルスを第２の送受信共用アンテナから俯角７０゜近傍に
放射することにより、走行車両からのドップラー周波数
変位測定の計測を行うことができる。また、切替えた一
方の送信パルスを第２の送受信共用アンテナから俯角９
０゜近傍に放射することにより車両台数の計測精度が大
幅に向上できる。

【００１５】また、高速ビーム切替スイッチの切替タイ
ミングをビーム切替部により調整し、第１の送受信共用
アンテナの送受信と、第２の送受信共用アンテナの送受
信のタイミングを正確に調整することができる。

【００１６】また、ミキサから第１の送受信共用アンテ
ナで受信され送出される送出パルス及び、第２の送受信
共用アンテナで受信され送出される送出パルスをビーム
切替タイミング部からの送出タイミングで各々の送出パ
ルスをサンプルホールドする第１のサンプルホールド部
を設定することにより、第１の送受信共用アンテナで受
信されたドップラー周波数変位測定と、第２の送受信共
用アンテナで受信されたドップラー周波数変位測定とを
容易にする。また、検波器からの送出パルスをサンプル
ホールドする第２のサンプルホールド部と、このサンプ
ルホールド部につながる所定レベルまで増幅する第２の
増幅部と、この第２の増幅部につながるビーム切替タイ
ミング部からの送出タイミングで切替を行う切替スイッ
チ部を設けたことにより、第１の送受信共用アンテナで
受信された存在検知測定と、第２の送受信共用アンテナ
で受信された存在検知測定とを容易とする。

【００１７】また、ビーム切替タイミング回路からの送
出タイミングをモニタするビーム切替タイミングモニタ
経路を付加することによって、切替スイッチ部を省略す
ることができ、回路構成を簡略化すると共にコストを低
減する。

【００１８】また、高速ビーム切替スイッチ部から送出
される送出パルスを俯角９０゜近傍と俯角７０゜近傍で
放射かつ目標物からの反射波の受信をビーム切替タイミ
ング部からの送出タイミングで切替を行う第３の送受信
共用アンテナを設けたことにより、回路構成を簡略化す
ると共にコスト低減が図れる。

【００１９】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明によるマイクロ波送受
器の構成を示すブロック図、図２はその動作説明図であ
り、１〜４，６〜１５は従来装置と全く同一のものであ
る。５きサーキュレータ４から出力された送信パルスを
空間に俯角９０゜近傍で放射し目標物からの反射波を受
信するための第１の送受信共用アンテナ、１６は第１の
送受信共用アンテナ５から放射される電波の主伝搬経路
であり、図２は第１の送受信共用アンテナ５から放射さ
れた電波が、車両１４の平坦な屋根の部分に照射された
場合を示す。

【００２０】次に動作について説明する。図１において
パルス振幅変調部２でパルス変調された出力波形は図１
４（ａ）のようになる。このパルス変調波が第１の方向
性結合器３、サーキュレータ４を介して第１の送受信共
用アンテナ５にて空間に放射される。この空間に放射さ
れたパルス変調波は走行車両によって反射され、再び第
１の送受信共用アンテナ５にて受信された反射波の第１
の増幅部９からの出力波形は図１４（ｂ）のようになり
、その送信期間の包絡線によりドップラー周波数変位が
測定でき、走行車両の相対速度を求めることができる。

【００２１】一方、第１の送受信共用アンテナ５にて受
信された反射波の検波器１０の入力端には図１４（ｃ）
に示すように第１の送受信共用アンテナ５の不整合によ
る反射波等の送信波の漏洩波と、図１４（ｄ）に示す目
標物からの反射波が重畳して入力し、検波器１０の出力
波形は図１４（ｅ）のようになるが、受信期間Ｔ２　で
の出力波のレベルを第２のサンプルホールド部１２でサ
ンプルホールドし、そのレベルが路面からの反射波のレ
ベルより高いか低いかを判断することにより、その反射
波が車両によるものか路面によるものかを識別すること
ができる。従って、ドップラー周波数変移が無い時でも
、それが渋滞によるものか、交通量が全く無いことによ
るものかを判断することが可能であると共に、この存在
検知信号により通過する車両台数を計測することができ
る。

【００２２】なお、第１の送受信共用アンテナ５の指向
性の車両に対する俯角をθ１　とした時、図２に示す通
りθ１　を９０゜近傍に設定することにより、第１の送
受信共用アンテナ５から放射された電波が車両１４の平
坦な屋根の部分に照射された場合でも、その反射波の殆
んどが第１の送受信共用アンテナ５に戻ってくるため、
その受信電力を大きく保つことができ、車両台数の計測
精度を向上させることができる。

【００２３】実施例２．図３の実施例はサーキュレータ
４から送出される送信パルスを高速でパルス振幅変調部
２と同期してビーム切替を行う高速ビーム切替スイッチ
部１７と、この高速ビーム切替スイッチ部１７から送出
される送信パルスを空間に俯角９０゜近傍で放射し、か
つ目標物からの反射波を受信する第１の送受信共用アン
テナ５と、上記高速ビーム切替スイッチ１７から送出さ
れる送信パルスを空間に俯角７０゜近傍で放射し、かつ
目標物からの反射波を受信する第２の送受信共用アンテ
ナ１８を接続した場合を示し、図４はその動作説明図で
ある。１９は第２の送受信共用アンテナ１８から放射さ
れる電波の主伝搬経路であり、図４は第１の送受信共用
アンテナ５及び第２の送受信共用アンテナ１８から放射
された電波が車両１４の平坦な屋根の部分に照射された
場合を示す。なお、上記実施例１では第１の送受信共用
アンテナ５から送信パルスを送信し、かつ目標物からの
反射波を受信して、ドップラー周波数変移の測定を行っ
ていたが、車両のドップラー周波数変移測定に多くの誤
差を生ずるため、第２の送受信共用アンテナ１８より送
信パルスを空間へ俯角７０゜近傍で放射し、かつ目標物
からの反射波を受信してドップラー周波数変移の測定を
行っている。車両台数の計測精度を向上させるのであれ
ば第１の送受信共用アンテナ５を用い、ドップラー周波
数変移測定の計測精度を向上させるのであれば第２の送
受信共用アンテナ１８を用いても良い。

【００２４】なお、第２の送受信共用アンテナ１８の指
向性の車両に対する俯角をθ２　とした時、図４に示す
通り俯角がθ１　に比較して浅い為、第１の送受信共用
アンテナ５から放射された電波が車両１４の平坦な屋根
に照射された場合でも、その殆んどが第１の送受信共用
アンテナ５に戻ってくるのに比較して劣る。反面ドップ
ラー周波数変移測定に含まれる誤差を補正係数が小さく
なる為に、少なくすることができ、車両速度の計測精度
を向上させることができる。

【００２５】実施例３．図５の実施例は高速ビーム切替
スイッチ部１７のタイミングを調整するパルス振幅変調
部２と同期して時分割するビーム切替タイミング部２０
を接続した場合を示したものである。図６の（ａ）はサ
ーキュレータ４より出力される送信パルスで、（ｂ）は
ビーム切替タイミング部２０より出力される信号である
。これにより、必要に応じてビームの切替ができ、図３
の実施例と同様な効果を発揮する。

【００２６】実施例４．図７の実施例はミキサ７の出力
端子にビーム切替タイミング部２０より出力されるタイ
ミングでサンプルホールドする第３のサンプルホールド
部２２を接続し、第２の増幅部１３にビーム切替タイミ
ング部２０より出力されるタイミングで送出の切替を行
う切替スイッチ部２３を接続した場合を示したものであ
る。図８の２４（ａ）は第１の送受信共用アンテナ５に
より受信された第３のサンプルホールド部２２の出力波
形である。また、２４（ｂ）は第２の送受信共用アンテ
ナ１８により受信された第３のサンプルホールド部２２
の出力波形である。一方、２５（ａ）は第１の送受信共
用アンテナ５により受信された切替スイッチ部２３の出
力波形であり、２５（ｂ）は第２の送受信共用アンテナ
１８により受信された切替スイッチ部２３の出力波形で
ある。これにより図３の実施例と同様の効果を発揮する
と共に第１及び第２の送受信共用アンテナ５及び１８に
より受信された受信波が分離される為、マイクロ波送受
器以後の処理が容易となる。

【００２７】実施例５．図９の実施例はビーム切替タイ
ミング部２０のタイミング出力モニタ経路２６を接続し
たものであり、これにより第１の増幅部９および第２の
増幅部１３から出力される第１の送受信共用アンテナ５
からの受信波および第２の送受信共用アンテナ１８から
の受信波を容易に識別することができ、図３の実施例と
同様の効果を発揮すると共に切替スイッチ部２３が省略
できるための回路構成を簡略化できる。なお、図１０の
２７は第２の増幅部の出力波形である。

【００２８】実施例６．図１１の実施例は高速ビーム切
替スイッチ部１７から送出される送信パルスを空間へ俯
角９０゜近傍と７０゜近傍へ放射し、かつ目標物からの
受信波を受信する第３の送受信共用アンテナ２８を接続
した場合を示す。これにより図３の実施例と同様の効果
を発揮すると共に、一枚のアンテナで上記実施例を実現
できるため回路構成を簡略化できコストの低減ができる
。

【００２９】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３０】第１の送受信共用アンテナの指向性の車両
に対する俯角を９０度近傍に設定することにより、車両
の存在検知を確実に行うことができ、車両の屋根が平坦
な場合でも台数計測精度が大幅に向上される。

【００３１】また、第１の送受信共用アンテナと第２の
送受信共用アンテナの指向性の車両に対する俯角を７０
度近傍に設定されたものにより速度測定精度の劣化が起
こる問題を解消することができる。

【００３２】また、ビーム切替タイミング部を設けるこ
とにより、必要に応じて第１及び第２の送受信共用アン
テナの切替を行うことができ、速度計測精度及び台数計
測精度を向上できる。

【００３３】また、ビーム切替タイミングでミキサから
出力される受信信号をサンプルホールドする第１のサン
プルホールド部を設けることと、切替スイッチ部を設け
ることにより、第１の送受信共用アンテナと第２の送受
信共用アンテナの各々の受信信号を分離することができ
る。

【００３４】また、ビーム切替タイミング部の出力端に
タイミング出力モニタ経路を設けることにより、第１の
送受信共用アンテナと第２の送受信共用アンテナの受信
信号を容易に分離できるとともに、切替スイッチ部を省
略することができ回路の簡略化ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図２】この発明の実施例１の動作説明図である。

【図３】この発明の実施例２を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図４】この発明の実施例２の動作説明図である。

【図５】この発明の実施例３を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図６】この発明の実施例３の動作説明図である。

【図７】この発明の実施例４を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図８】この発明の実施例４の動作説明図である。

【図９】この発明の実施例５を示すマイクロ波送受器の
構成ブロック図である。

【図１０】この発明の実施例５の動作説明図である。

【図１１】この発明の実施例６を示すマイクロ波送受器
の構成ブロック図である。

【図１２】従来のマイクロ波送受器の構成ブロック図で
ある。

【図１３】従来及びこの発明の実施例１の動作説明図で
ある。

【図１４】従来のマイクロ波送受器の動作説明図である
。

【符号の説明】

１　　発振部 ２　　パルス振幅変調部 ３　　第１の方向性結合器 ４　　サーキュレータ ５　　第１の送受信共用アンテナ ６　　第２の方向性結合器 ７　　ミキサ ８　　第１のサンプルホールド部 ９　　第１の増幅部 １０　　高周波増幅器 １１　　検波器 １２　　第２のサンプルホールド部 １３　　第２の増幅部 １７　　高速ビーム切替スイッチ部 １８　　第２の送受信共用アンテナ ２０　　ビーム切替タイミング部 ２２　　第３のサンプルホールド部 ２３　　切替スイッチ部 ２６　　ビーム切替タイミングモニタ経路２８　　第３
の送受信共用アンテナ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発振部と、この発振部の出力をパルス
   変調するパルス振幅変調部と、このパルス振幅変調部に
   つながる第１の方向性結合部と、この第１の方向性結合
   部につながるサーキュレータと、このサーキュレータか
   ら送出される送信パルスを空間に俯角９０度近傍で放射
   しかつ目標物からの反射波を受信するアンテナと、上記
   サーキュレータにつながる第２の方向性結合器と、この
   第２の方向性結合器につながり、送信パルスと目標から
   の反射波とのビート信号により上記目標物によるドップ
   ラ周波数を検出するミキサと、このミキサにつながる第
   １のサンプルホールド部と、この第１のサンプルホール
   ド部につながる第１の増幅部と、上記第２の方向性結合
   器につながる高周波増幅部と、この高周波増幅部につな
   がる上記反射波を検出するための検波器と、この検波器
   につながる第２のサンプルホールド部と、この第２のサ
   ンプルホールド部につながる第２の増幅部とから構成さ
   れることを特徴とするマイクロ波送受器。
2. 【請求項２】　　発振部と、この発振部の出力をパルス
   変調するパルス振幅変調部と、このパルス振幅変調部に
   つながる第１の方向性結合部と、この第１の方向性結合
   部につながるサーキュレータと、このサーキュレータか
   ら送出される送信パルスを空間に俯角９０度近傍、俯角
   ７０度近傍でそれぞれ放射しかつ目標物からの反射波を
   受信する第１，第２のアンテナと、上記サーキュレータ
   と上記第１，第２のアンテナの間に設けられ、上記サー
   キュレータからの送信パルスを上記パルス振幅変調部の
   オン，オフに同期して上記第１，第２のアンテナのいず
   れかに切替える切替スイッチ部と、上記サーキュレータ
   につながる第２の方向性結合器と、この第２の方向性結
   合器につながり、送信パルスと目標からの反射波とのビ
   ート信号により上記目標物によるドップラ周波数を検出
   するミキサと、このミキサにつながる第１のサンプルホ
   ールド部と、この第１のサンプルホールド部につながる
   第１の増幅部と、上記第２の方向性結合器につながる高
   周波増幅部と、この高周波増幅部につながる上記反射波
   を検出するための検波器と、この検波器につながる第２
   のサンプルホールド部と、この第２のサンプルホールド
   部につながる第２の増幅部とから構成されることを特徴
   とするマイクロ波送受器。
3. 【請求項３】　　上記切替スイッチ部の切替タイミング
   を上記パルス振幅変調部のオン，オフと同期して時分割
   するビーム切替タイミング部と、第２の増幅部の出力段
   に接続され、上記ビーム切替タイミング部からの送出タ
   イミングで切替を行う第２の切替スイッチ部とを設けた
   ことを特徴とする請求項第２項記載のマイクロ波送受器
   。
4. 【請求項４】　　ビーム切替タイミング部の出力端にビ
   ーム切替タイミングモニタ経路を付加したことを特徴と
   する請求項第２項記載のマイクロ波送受器。