JPH0250658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロ波を探知するマイクロ波探
知機に関する。

〔従来の技術〕

従来、マイクロ波はその特性上の利点を生か
し、各種の無線通信やレーダ等に利用されてい
る。これに伴つて簡易的な装置で、ある地点にお
けるマイクロ波の到来を検知するマイクロ波探知
機が各種提案されている。例えば、マイクロ波に
よる誘導に従つて移動体を運行させるシステムで
あつては、各移動体体にマイクロ波探知機が必要
であり、安価で高精度のマイクロ波探知機の開発
が進められている。中でも、受信したマイクロ波
を中間周波数に変換するチユーナを間欠的に作動
させ、該チユーナの出力を交流増幅するものにあ
つては、チユーナと交流増幅器のみの単純な回路
で確実にマイクロ波の到来を検出することができ
るため、広く利用されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のごときマイクロ波探知機にあつ
ても未だに十分なものではなく、次のような問題
点があつた。

簡略的構成の従来のマイクロ波探知機は、チユ
ーナが間欠的に作動するため、接続波（以下、
CWという）が受信されたときには、該チユーナ
の作動周期の交流信号が得られることになる。従
つて、この交流信号を交流増幅器で増幅してマイ
クロ波の到来が探知できるのである。しかし、通
信技術、レーダ技術の進歩と相俟つてマイクロ波
を間欠的あるいは単発的に輻射する方式が実用化
されてきており、この種のマイクロ波を上記従来
機種で受信するならばチユーナからの出力は該チ
ユーナの作動周期とは異なる複雑な周波数成分を
含むものとなり、簡単な交流増幅器を使用するも
のでは探知不可能となる可能性がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされ
たもので、簡略的、安価な構成で、かつ、CW、
間欠波および単発波のいずれであつても正確、確
実に探知することのできるマイクロ波探知機を提
供することをその目的としている。

発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 上記、問題点を解決するために本発明の構成し
た手段は、マイクロ波を受信し、該マイクロ波の
受信結果を報知するマイクロ波探知機において、 前記マイクロ波を受信するマイクロ波受信手段
と、 該マイクロ波受信手段の受信信号を入力し、間
欠的に作動してその受信信号を中間周波数へ変換
する周波数変換手段と、 該周波数変換手段の出力を包絡検波する検波手
段と、 該検波手段の出力を直流増幅する直流増幅手段
と、 前記周波数変換手段の作動しない期間における
前記直流増幅手段の出力と基準電圧との差の増幅
結果を、前記直流増幅手段の入力に帰還して前記
検波手段の出力と重畳させる重畳手段と、 前記周波数変換手段の作動している期間におけ
る前記直流増幅手段の受信出力を、所定周期でサ
ンプリングするサンプリング手段と、 該サンプリング手段のサンプリングした前記受
信出力に基づいて定められる基準電圧と前記受信
出力とを比較する比較手段と、 該比較手段の比較結果を報知する報知手段と を備えることを特徴とするマイクロ波探知機をそ
の要旨としている。

〔作用〕

本発明のマイクロ波探知機は、従来同様にマイ
クロ波を間欠的に中間周波数へ変換し、包絡検波
する。しかし、その検波信号は直流増幅手段によ
つて増幅されるのであり、いかなる平均値、周波
数の信号であるかを問わない。また、この直流増
幅手段の入力は単なる検波信号ではなく、周波数
変換手段の作動しない期間における直流増幅手段
の出力と基準電圧との差の増幅結果が帰還、重畳
されている。

更に、サンプリング手段によつて前記直流増幅
手段の受信出力が所定周期毎にサンプリングさ
れ、このサンプリング値に基づいて決定される基
準電圧と前記受信出力とが比較手段によつて比較
処理され、その比較結果は報知手段によつて報知
される。

以下、本発明をより具体的に説明するために実
施例を挙げて説明する。

〔実施例〕

第１図は実施例であるマイクロ波探知機の概略
ブロツク図、第２図および第３図は該ブロツク図
中の各所の電圧信号のタイミングチヤートを表わ
している。

第１図に示すごとく本実施例のマイクロ波探知
機は、アンテナ１０にて受信したマイクロ波を一
旦RF増幅器１２で増幅した後に混合器１４で局
部発振器１６の発振信号と混合し、中間周波の信
号を得る、通常のスーパーヘテロダイン方式を採
用している。ただし、上記局部発振器１６は常時
発振作動するものでなく、クロツク発振器１８か
らのクロツク信号により間欠的に作動するように
構成されている。そして、この混合器１４の信号
を中間周波増幅器２０で増幅し、以後の信号処理
に供する。

上述のマイクロ波受信に関する各回路の信号を
示しているのが第２図Ａ〜Ｄであり、第１図の符
号Ａ〜Ｄが付してあるラインの電圧信号を同一時
間軸上で表わしている。図より明らかなように、
RF増幅器１２の出力Ａがある程度連続するよう
なものであつても、局部発振器１６の出力Ｃがク
ロツク発振器１８のクロツク信号Ｂに従つて間欠
的にのみ混合器１４へ入力されるため、中間周波
増幅器２０の出力Ｄはマイクロ波の受信および局
部発進器１６の出力が共存する場合にのみ現われ
る。

こうした中間周波増幅器２０の出力は、高域パ
スのコンデンサＣ１、接地ダイオードＤ１による
負極性の包絡検波の後に接地されている充放電コ
ンデンサＣ２を介して直流増幅である演算増幅器
OP１に入力される。本実施例では、充分な増幅
率を得るために直流増幅器を２段で構成してお
り、演算増幅器OP１による前段増幅値をツエナ
ーダイオードDZを介して所定値だけドリフトさ
せた後に、更に後段の演算増幅器OP２を用いて
増幅している。この増幅後の信号は、重畳回路に
入力されて再び演算増幅器OP１に帰還されると
共に、比較回路である演算増幅器OP３に入力さ
れ次段の報知回路へと導かれる。

まず、重畳回路について説明する。演算回路
OP２からの出力のうち、スイツチ回路２２によ
るスイツチングを受けて出力される信号は、局部
発振器１６の作動していない期間の信号のみであ
る。すなわち、クロツク発振器１８のクロツク信
号を反転器２４によつて反転した信号がスイツチ
回路２２に入力され、内部回路の断続をするので
ある。従つて、このときの電圧を平滑コンデンサ
Ｃ５によつて平滑化するならばバツフアOR４に
入力される電圧値は２段の直流増幅器OP１およ
びOP２の入力側に中間周波の信号が何ら入力さ
れていない無信号時の電圧となる。この電圧を、
電源電圧Vccを分圧して設定される所定の基準電
圧Vbとともに比較器OP５に入力し、その比較結
果が前記演算増幅器OP１の入力に帰還され、前
記中間周波増幅器２０の出力に重畳される。これ
は、直流増幅器としての出力を安定化するための
ものであり、上記のような重畳回路の構成によつ
て、直流増幅器の出力は常にある所定の電圧VD
を基準として出力されることとなる。そして、こ
の基準の電圧VDは、中間周波増幅器２０が、出
力を生じているときに限り負の方向へ引き込まれ
ることになり、そのときの中間周波増幅器２０か
らの出力信号の振幅に応じた値だけ減少する。

上記回路構成により、直流増幅器としての出力
は第２図Ｆのようになる。

次に第２図Ｆのような出力から正確にマイクロ
波の存在を報知する後段の回路構成について説明
する。

スイツチ回路２６は、前述のスイツチ回路２２
と同一の動作をなすものであるが、その内部回路
を断続するタイミングはクロツク発信器１８から
クロツク信号を直接入力している。このため、こ
のスイツチ回路２６により演算増幅器OP３に伝
達される信号は、局部発振器１６の作動と同期し
た間欠的信号となる（第２図Ｇ）。

一方、この信号と比較される基準となる信号
は、上記同様の信号Ｇをサンプリングしているサ
ンプリング回路から得られる基準電圧Vaである。
サンプリング回路とは、コンデンサCaを中心と
したピークホールド回路であり、上記信号Ｇを入
力しているバツフアOP６からベース電流を供給
されるトランジスタTraが、そのエミツタ−アー
ス間に接続されるコンデンサCaを信号Ｇの電圧
にまで充電する。また、このサンプリングのタイ
ミングを所定同期に限り実行するため、上記トラ
ンジスタTraのエミツタとコンデンサCaとの間
にはスイツチ回路２８が配設され、パルス発振器
OP７と前記クロツク発信器１８との両者出力が
得られるAND条件のときに限りスイツチ回路２
８の内部回路を導通させている。すなわち、信号
Ｇがマイクロ波を受信している期間の出力を示す
タイミングであり、かつパルス発振器OP７のパ
ルス出力が得られるタイミングに限つてコンデン
サCaにピークホールドが実行されるのである。
上記より明らかなように、パルス発振器OP７が
ピークホールドの周期を決定するのであるが、こ
れは第３図に示すようにクロツク発振器１８の周
期TCに比べて極めて長い期間Lowレベルであ
り、その後に短期間だけHighレベルの出力を出
すように、発振時定数を決定するコンデンサCo，
Ro₁，Ro₂が設計されている。本実施例では第３
図に示すように3TC＝Ton，10Ton＝Toffとな
るように各素子の定数が決定されている。従つて
コンデンサCaには、期間Tonで、かつクロツク
がHighレベルのときにそのときの信号Ｇのピー
ク値がホールドされ、そのホールド値は期間
Toff毎に更新されることになる。

こうして、信号Ｇのピーク値がホールドされる
コンデンサCaの端子電圧はバツフアOP８を介し
て分圧回路２９に印加され、ここで僅かにドロツ
プ（△Va）させた電圧が前述の演算増幅器OP３
の基準電圧Vaとして使用される。

演算増幅器OP３の基準電圧Vaが上記のように
信号Ｇのマイクロ波受信期間の出力から△Vaだ
け降下させた値であるから、この基準電圧と信号
Ｇとの比較結果は第２図Ｈのようになる。すなわ
ち、マイクロ波を受信していない状態であれば常
に出力は信号Ｇと同一の発振状態となり、マイク
ロ波が受信され、信号Ｇの出力が電位Vaよりも
低下したときには低電位状態へと変化する（第２
図Ｈ）。

上述のようにマイクロ波の存在が電圧波形に反
映された信号Ｈは、次いでスイツチングトランジ
スタTr１のベースに入力され、抵抗Ｒとコンデ
ンサＣ１０とからなる充放電回路の充放電タイミ
ングを司る。マイクロ波の検知をしており、ベー
スに対して何ら信号出力がされずトランジスタ
Tr１がOFFならば、コンデンサＣ１０は抵抗Ｒ
を介して時定数CRによつて定まる速度で充電が
開始され、マイクロ波が検出されないときはトラ
ンジスタTr１がONしてコンデンサＣ１０は瞬時
に放電されることになる（第２図Ｉ）。すなわち、
マイクロ波が存在しなけれはコンデンサＣ１０の
充電期間はクロツク信号の出力されていない期間
TCだけに限定されるので電圧VC以上となること
はない（第２図Ｉ参照）。そして、マイクロ波が
検知されたときは、その検出されている期間に比
例してコンデンサＣ１０の端子電圧は上昇を続け
ついには抵抗Ｒをつり下げている電源電圧Vccと
一致する。

上記のように、マイクロ波検知の期間に基づい
て変化するコンデンサＣ１０の電圧信号は、２つ
の比較器OP１０，OP１１に入力され、それぞれ
において基準電圧VH，VL（＜VH）との大小比
較がなされる。ここでコンデンサＣ１０の電圧信
号がVLを超えたときに、比較器OP１１の出力が
高電位となつて更に後段の演算増幅器OP１２の
出力に影響を与えて選択回路３０に所定の信号を
送り、報知器３２を駆動してスピーカSP１から
報知音が出力させる。（第２図Ｊ）。そして、上記
のような状態が継続し、コンデンサＣ１０の電圧
信号がついにはVHを超える高い電位となるなら
ば、比較器OP１０の出力が高電位となつてトラ
ンジスタTr２をON状態として選択回路３０の入
力状態を変化させ、上記報知器３２に換えて報知
器３４を駆動してスピーカSP２から別異の報知
音の出力がなされる。

すなわち、マイクロ波の受信情報を反映する電
圧波形Ｈが低電圧状態であるときコンデンサＣ１
０の電圧が上昇をするが、その低電圧状態が単な
るノイズに起因した極めて短期間のものであるな
らば、その電圧は基準電圧VLを超えることなく
何らの報知も実行されない。しかし、それがある
程度の期間継続するときは、何らかのマイクロ波
信号を受信していると判断し、スピーカSP１か
ら報知が実行される。しかも、その報知は、マイ
クロ波の検出期間が長期間にわたるものであると
きは音色の異なるスピーカSP２からの報知に自
動的に切換わることで、マイクロ波がCW、パル
ス波いずれの方式で到来しているが簡単に判別で
きる。

以上、各回路の動作を詳細に説明したように、
本実施例のマイクロ波探知機は、次のような効果
を奏する。

第１にマイクロ波検出結果を直流増幅するため
に該マイクロ波がCW、間欠波、パルス波のいか
なる方式のものであつても正確に探知することが
できる。しかも、その探知は、マイクロ波の検出
時間に応じて異なる音色で報知されるため、到来
しているマイクロ波の輻射方式までも簡単に判別
することができる。これにより、多種多様のマイ
クロ波が混在する位置にあつても、真に探知した
いマイクロ波信号を選別して探知可能となる。

第２に、マイクロ波検出の高精度化が達成さ
れ、誤報を回避できる。すなわち、上記実施例で
は信号Ｇをピークホールドして、その値を僅かに
降下させた電圧Vaと信号Ｇとを比較してマイク
ロ波の検出を実行している。このため、マイクロ
波の受信、検波、および増幅の過程でノイズが発
生したり、熱による出力の変動、例えばガンダイ
オードの出力変化等が生じようとも、その値を利
用して基準電圧Vaを更新するために誤報を行う
こともなく、安定した動作が確保される。

なお、上記実施例では、包絡検波を負極性のも
のとしているが正極性の検波としてもよく、この
場合には直流増幅器は常に負電圧を増幅するよう
に設計する等通常の変更が加えられる。また、ス
ピーカによる２種の報知に限らず、視覚的な表
示、更に多段階なマイクロ波の連続している期間
区分の表示等、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
各種態様で実現してもよい。

発明の効果 以上実施例を挙げて詳述したごとく、本発明の
マイクロ波探知機は、間欠的なマイクロ波の検出
結果を直流増幅手段を用いて増幅するものであ
る。このため、CW、間欠波、パルス波いずれの
方式で輻射されるマイクロ波であろうと正確に探
知できる。しかも、上記直流増幅手段の無信号時
の電圧が一定となるように重畳手段が作動するた
め、極めて微弱なマイクロ波の受信も可能となり
高感度特性を達成することができる。

また、直流増幅手段の増幅信号が温度変化等に
起因して変化しようとも、その値をサンプリング
して比較の基準電圧を更新するために誤報をする
こともなく、安定した動作で高精度にマイクロ波
の探知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のマイクロ波探知機の電気回路
ブロツク図、第２図および第３図は同実施例の各
部位における信号波形のタイミングチヤート、を
示す。 １０……アンテナ、１４……混合器、１６……
局部発振器、１８……クロツク発振器、OP１，
OP２……演算増幅器、３０……選択回路、SP
１，SP２……スピーカ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波を受信し、該マイクロ波の受信結
   果を報知するマイクロ波探知機において、 前記マイクロ波を受信するマイクロ波受信手段
   と、 該マイクロ波受信手段の受信信号を入力し、間
   欠的に作動してその受信信号を中間周波数へ変換
   する周波数変換手段と、 該周波数変換手段の出力を包絡検波する検波手
   段と、 該検波手段の出力を直流増幅する直流増幅手段
   と、 前記周波数変換手段の作動しない期間における
   前記直流増幅手段の出力と基準電圧との差の増幅
   結果を、前記直流増幅手段の入力に帰還して前記
   検波手段の出力と重畳させる重畳手段と、 前記周波数変換手段の作動している期間におけ
   る前記直流増幅手段の受信出力を、所定周期でサ
   ンプリングするサンプリング手段と、 該サンプリング手段のサンプリングした前記受
   信出力に基づいて定められる基準電圧と前記受信
   出力とを比較する比較手段と、 該比較手段の比較結果を報知する報知手段とを
   備えることを特徴とするマイクロ波探知機。