(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支障物検知用の信号を放射する送信側の漏洩伝送路と、この送信側の漏洩伝送路に対向して設けられ、上記支障物検知用の信号を受信する受信側の漏洩伝送路とからなる支障物検知用信号送受手段と、
上記送信側の漏洩伝送路の一端に接続し、拡散符号に基づいて上記支障物検知用の信号としてスペクトル拡散信号を生成して上記送信側の漏洩伝送路に放射させるスペクトル拡散信号送信手段と、
このスペクトル拡散信号送信手段が接続する上記送信側の漏洩伝送路の端部と同じ側の上記受信側の漏洩伝送路の一端に接続し、上記スペクトル拡散信号送信手段の拡散符号と同一符号系列の拡散符号に基づいて、参照用のスペクトル拡散信号を生成する参照スペクトル拡散信号生成手段と、上記受信側の漏洩伝送路が受信した上記支障物検知用のスペクトル拡散信号の拡散符号に位相同期する拡散符号に基づいて、上記参照スペクトル拡散信号生成手段が生成した参照用のスペクトル拡散信号と上記受信側の漏洩伝送路が受信した上記支障物検知用のスペクトル拡散信号との相関レベルを算出する相関手段と、この相関手段が算出した相関レベルの変化から支障物を検知する検知手段とからなるスペクトル拡散信号受信手段と
を備えた支障物検知装置。
【請求項２】
スペクトル拡散信号受信手段は、スペクトル拡散信号送信手段が支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成してから、参照スペクトル拡散信号生成手段によって上記支障物検知用のスペクトル拡散信号の拡散符号に位相同期する参照用のスペクトル拡散信号が生成されて、相関手段によって上記両スペクトル拡散信号の相関レベルが算出可能になるまでのスペクトル拡散信号伝搬時間を計測する時間計測手段を備え、
検知手段は、上記時間計測手段の計測した上記スペクトル拡散信号伝搬時間に基づいて、支障物検知用信号送受手段による支障物検知エリア内の支障物の位置を検知することを特徴とする請求項１記載の支障物検知装置。
【請求項３】
スペクトル拡散信号受信手段は、参照スペクトル拡散信号生成手段が使用する拡散符号の位相を、スペクトル拡散信号送信手段が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号に対して所望の期間だけ遅延させる遅延手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の支障物検知装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちの少なくとも１項記載の支障物検知装置を複数設置してなる支障物検知システムにおいて、
隣接する装置は、異なる拡散符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成することを特徴とする支障物検知システム。
【請求項５】
請求項１から請求項３のうちの少なくとも１項記載の支障物検知装置を複数配置してなる支障物検知システムにおいて、
各支障物検知装置は、漏洩伝送路を介して接続され、
電源と支障物検知用のスペクトル拡散信号とを重畳させてなる重畳信号を生成し上記漏洩伝送路を介して上記重畳信号を隣接する装置に送信する合成手段と、この合成手段が生成した上記重畳信号から上記電源と上記スペクトル拡散信号とを分離して、装置に上記電源を供給する分離手段と
を備えたことを特徴とする支障物検知システム。
【請求項６】
隣接する装置は、異なる拡散符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成することを特徴とする請求項５記載の支障物検知システム。
【請求項７】
各支障物検知装置は、漏洩伝送路を介して接続され、この漏洩伝送路を介して支障物の検知情報を互いに送受させる情報送受手段を備えたことを特徴とする請求項４から請求項６のうちのいずれか１項記載の支障物検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は漏洩同軸ケーブル、漏洩導波管などの漏洩伝送路を使用する支障物検知装置に係り、特にスペクトル拡散技術を利用することで、支障物が静止しているか、移動しているかに関わらず、その存在や位置を正確に検知することができる支障物検知装置及び支障物検知システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般道路や鉄道線路における支障物としては、例えば走行車両からの落下物や緊急停止車両などが考えられる。このような一般道路や鉄道線路に静止した状態の支障物は、追突事故や二重事故の発生の要因となるために、これらの発生を防ぐためにも早急に検知し除去作業を行う必要がある。
【０００３】
上記のような要請から一般道路や鉄道線路における支障物を検知する支障物検知装置として、漏洩同軸ケーブル、漏洩導波管などの漏洩伝送路を使用するものがある。これら漏洩伝送路の構成について簡単に説明すると、例えば導体からなる導波管の長手方向に電波を漏洩して放射する複数のスロットを適当な間隔で設けたものが漏洩導波管であり、漏洩同軸ケーブルも基本的に漏洩導波管と同様の原理の構成を有している。以下に漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸと称する）を用いた従来の支障物検知装置について説明する。
【０００４】
図６は特開平１０−９５３３８号公報に開示された従来の支障物検知装置の構成を示すブロック図である。図において、１’は道路や鉄道線路の一側に布設され、検知用のパルス変調された信号を漏洩して放射する複数のスロットを長手方向の適当な間隔で設けた送信ＬＣＸで、２’は道路や鉄道線路の送信ＬＣＸ１’が布設された側とは逆側（対向する側）に布設され、送信ＬＣＸ１’から放射されたパルス信号を、長手方向の適当な間隔で設けた複数のスロットで受信する受信ＬＣＸである。送信ＬＣＸ１’及び受信ＬＣＸ２’のそれぞれ送信機６３及び受信機６４から遠い側の端部（遠端）には無反射終端器が接続されている。６３は送信ＬＣＸ１’の一端（近端）に接続し、支障物検知用のパルス変調された信号を発生する送信機、６４は受信ＬＣＸ２’の送信ＬＣＸ１’と同じ側の一端（近端）に接続し、送信ＬＣＸ１’から放射された検知用のパルス変調信号を受信する受信機、６５は受信機６４の構成部の１つであり、受信機６４が受信した検知用のパルス変調信号の波形から包絡線を抽出する低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと称する）、６６は受信機６４の構成部の１つで、支障物が存在しないときに、検知用のパルス変調信号の波形から抽出した包絡線を記憶する記憶装置、６７は受信機６４の構成部の１つで、ＬＰＦ６５が抽出した検知用のパルス変調信号の波形からの包絡線と、記憶装置６６が記憶する支障物が存在しないときの包絡線との差をとり、その差分波形から支障物の位置を検知する演算器である。
【０００５】
次に動作について説明する。
送信機６３においてパルス変調された支障物検知用の信号は送信ＬＣＸ１’に出力される。送信ＬＣＸ１’に入力されたパルス信号は、送信ＬＣＸ１’の長手方向に並ぶ各スロットから順次、電波として放射される。この電波は送信ＬＣＸ１’に対向する受信ＬＣＸ２’の長手方向に設けられた各スロットから入射し、スロットの位置に応じた遅れ時間で受信機６４に受信される。受信機６４は送信ＬＣＸ１’からの電波を受けると、内部のＬＰＦ６５が送信ＬＣＸ１’から電波として受け取った支障物検知用のパルス信号の波形から包絡線を抽出し、演算器６７に送信する。演算器６７はＬＰＦ６５が受信した信号の波形から包絡線を抽出する度に、予め支障物がないときに測定した包絡線（基準波形）を記憶装置６６から読み出し、これとＬＰＦ６５が抽出した検知用のパルス変調信号の波形からの包絡線との差分波形を求める。このとき、送信ＬＣＸ１’と受信ＬＣＸ２’との間に介在する道路や鉄道線路上に支障物が存在すると、その位置で送信ＬＣＸ１’からの電波が遮断される。このため、送信ＬＣＸ１’からの電波強度の大小に関わらず、支障物が存在すると受信ＬＣＸ２’による送信ＬＣＸ１’からの電波の受信強度がある比率だけ減少する。これにより、演算器６７が算出する差分波形に支障物に対応した変化が現れることから、支障物の存在を検知することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の支障物検知装置は以上のように構成されているので、ＬＣＸを伝送する信号の結合損失が大きいために受信機６４が受信するパルス変調信号の受信ＳＮ比が小さく、支障物を検出する際に使用する基準波形が変動することから、信頼性を満足するのに充分な精度で支障物を検知することができないという課題があった。
【０００７】
上記課題について具体的に説明する。
図７は上述した従来の支障物検知装置の送信波形及び受信波形を示す図であり、（ａ）は送信機６３が送信ＬＣＸ１’に出力するパルス変調された支障物検知用の信号の波形、（ｂ）はＬＣＸの結合損失やノイズなどの因子を考慮せずに、受信ＬＣＸ２’を介して受信機６４に受信される信号の理想的な波形を示し、（ｃ）はＬＣＸの結合損失を考慮した受信ＬＣＸ２’を介して受信機６４に受信される信号の波形、（ｄ）は（ｃ）の信号波形から抽出された包絡線、（ｅ）は受信ＬＣＸ２’を介して受信機６４に受信された信号の実測波形、（ｆ）は（ｅ）の信号波形から抽出された包絡線、（ｇ）は受信機６４に受信される信号にノイズが加わったときの波形、（ｈ）は（ｇ）の信号波形から抽出された包絡線を示している。
【０００８】
送信機６３から送信ＬＣＸ１’に出力される信号は、パルス変調されて図７（ａ）に示すような正弦波形を示している。この信号が送信ＬＣＸ１’から電波として放射されて受信ＬＣＸ２’を介して受信機６４に入力されるが、このとき、送信ＬＣＸ１’からの電波は、ＬＣＸの結合損失やノイズなどの因子を考慮しない場合、図７（ｂ）に示すような図７（ａ）のパルス変調信号を各スロット位置に応じた遅れ時間分だけ順次重ね合わされた波形となる。
【０００９】
ＬＣＸには、これを伝送する信号に対する結合損失が存在し、この結合損失はＬＣＸの長手方向に一様にならないために、ＬＣＸの結合損失を考慮すると、図７（ｃ）に示すような振幅が変動した波形となる。また、ＬＰＦ６５によって図７（ｃ）に示す信号波形から抽出した包絡線は図７（ｄ）のようになる。
【００１０】
しかしながら、実際には、ＬＣＸの結合損失は大きいために、１つのパルス変調信号を受信機６４で受信した場合、図７（ｃ）のような波形とはならずに、図７（ｅ）に示すような受信信号の受信強度及び受信ＳＮ比が小さい波形が観測される。このような信号がＬＰＦ６５を通過すると、図７（ｆ）に示すような包絡線が抽出されて記憶装置６６に記憶される。
【００１１】
一方、図７（ｅ）に示した信号波形が観測された後に、再び支障物がない状態で信号波形を観測したときに、ノイズが付加する要因が加わると、例えば図７（ｇ）に示すような信号波形となって、図７（ｃ）に示したような波形にはならない。これにより、図７（ｇ）に示す信号波形からＬＰＦ６５が抽出する包絡線は図７（ｈ）のようになる。従って、記憶装置６６に予め記憶しておいた図７（ｆ）に示す包絡線と図７（ｈ）に示す包絡線とは異なる波形となり、記憶装置６６に予め記憶しておいた包絡線を基準波形として差分演算を施すと、誤検知が発生する可能性がある。このように、支障物の検知のために使用する基準波形が、測定時の条件によって変動するために、信頼性を満足するのに充分な精度で支障物を検知することができないという課題があった。
【００１２】
また、このような基準波形の変動は複数回の測定による積算を行うことで解消することができるが、測定時間が長くなるために静止した状態の支障物に対しては有効であるが、例えば鉄道線路上に迷い込んだ人などのように移動する支障物には有効でない。このため、従来の支障物検知装置では移動する支障物を検知することができないという課題があった。
【００１３】
さらに、従来の支障物検知装置は妨害電波に弱いという課題があった。
具体的に説明すると、例えば受信機６４の送信ＬＣＸ１’からの電波の入力電力をＰ１ワット（以下、Ｗと記述する）、受信機６４の妨害電波の入力電力をＰ２（Ｗ）とすると、支障物検知装置の受信機６４の希望する電波に対する妨害電波の電力比であるＤＵ比は、１０ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ２）で表される。このとき、妨害電波が強く、Ｐ１＝Ｐ２となるような場合には上記式からＤＵ比が零となり、受信機６４は送信ＬＣＸ１’からの電波を受信できない状態となってしまう。
【００１４】
上記以外の課題として、支障物検知装置が支障物を検出する検出エリアにおいて無線通信機を使用することができなくなるという課題がある。
具体的に説明すると、例えば送信ＬＣＸ１’からの電波の放射電力をＰ３（Ｗ）、支障物検知装置の検出エリアにおける無線通信機の入力電力をＰ４（Ｗ）とすると、上記無線通信機の希望する電波に対する送信ＬＣＸ１’からの電波の電力比であるＤＵ比は、１０ｌｏｇ（Ｐ４／Ｐ３）で表される。このとき、妨害電波が強く、Ｐ３＝Ｐ４となるような場合には上記式からＤＵ比が零となり、検出エリアにおける無線通信機は通信を行うことができない状態となってしまう。
【００１５】
また、従来の支障物検知装置では、受信機６４内のＬＰＦ６５からの出力である包絡線を利用して支障物の検知を行うことから、送信ＬＣＸ１’におけるどのスロットから放射されたパルス変調信号であるかを弁別することができないため、支障物の正確な位置を検知することができないという課題があった。
【００１６】
さらに、従来の支障物検知装置を複数設置して構成した支障物検知システムでは、支障物検知装置同士が隣接する区間でパルス変調信号の干渉が起こり、支障物を検知することができなくなるという課題があった。
【００１７】
さらに、従来の支障物検知装置を複数設置して構成した支障物検知システムでは、システムを構成する支障物検知装置に電源供給する電源供給装置を支障物検知装置毎に設ける必要があった。これにより、電源供給装置の設置スペースを確保する必要があり、また、装置のコストが高くなるという課題があった。
【００１８】
最後に、支障物検知装置が測定した情報を無線信号として他の支障物検知装置まで伝送する際に、ＬＣＸの布設場所によって情報を正確に伝送できないという課題があった。具体的に説明すると、例えばＬＣＸが山や建物などの周辺に布設されていると、無線信号が山や建物などで多重反射されるために通信品質が劣化する可能性があった。
【００１９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、スペクトル拡散技術を利用することで、支障物が静止しているか、移動しているかに関わらず、その存在や位置を正確に検知することができる支障物検知装置を得ることを目的とする。
【００２０】
また、この発明はスペクトル拡散技術を利用することで、隣接する支障物検知装置間における支障物検知用の信号の干渉を抑制し、各装置への電源供給や装置間の情報の伝送に漏洩伝送路を使用する支障物検知システムを得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る支障物検知装置は、支障物検知用の信号を放射する送信側の漏洩伝送路と、この送信側の漏洩伝送路に対向して設けられ、支障物検知用の信号を受信する受信側の漏洩伝送路とからなる支障物検知用信号送受手段と、送信側の漏洩伝送路の一端に接続し、拡散符号に基づいて支障物検知用の信号としてスペクトル拡散信号を生成して送信側の漏洩伝送路に放射させるスペクトル拡散信号送信手段と、このスペクトル拡散信号送信手段が接続する送信側の漏洩伝送路の端部と同じ側の受信側の漏洩伝送路の一端に接続し、スペクトル拡散信号送信手段の拡散符号と同一符号系列の拡散符号に基づいて、参照用のスペクトル拡散信号を生成する参照スペクトル拡散信号生成手段と、受信側の漏洩伝送路が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号の拡散符号に位相同期する拡散符号に基づいて、参照スペクトル拡散信号生成手段が生成した参照用のスペクトル拡散信号と受信側の漏洩伝送路が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号との相関レベルを算出する相関手段と、この相関手段が算出した相関レベルの変化から支障物を検知する検知手段とからなるスペクトル拡散信号受信手段とを備えるものである。
【００２２】
この発明に係る支障物検知装置は、スペクトル拡散信号受信手段が、スペクトル拡散信号送信手段が支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成してから、参照スペクトル拡散信号生成手段によって支障物検知用のスペクトル拡散信号の拡散符号に位相同期する参照用のスペクトル拡散信号が生成されて、相関手段によって両スペクトル拡散信号の相関レベルが算出可能になるまでのスペクトル拡散信号伝搬時間を計測する時間計測手段を備え、検知手段は時間計測手段の計測したスペクトル拡散信号伝搬時間に基づいて、支障物検知用信号送受手段による支障物検知エリア内の支障物の位置を検知するものである。
【００２３】
この発明に係る支障物検知装置は、スペクトル拡散信号受信手段が、参照スペクトル拡散信号生成手段が使用する拡散符号の位相を、スペクトル拡散信号送信手段が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号に対して所望の期間だけ遅延させる遅延手段を備えるものである。
【００２４】
この発明に係る支障物検知システムは、請求項１から請求項３のうちの少なくとも１項記載の支障物検知装置を複数設置してなる支障物検知システムにおいて、隣接する装置が異なる拡散符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成するものである。
【００２５】
この発明に係る支障物検知システムは、請求項１から請求項３のうちの少なくとも１項記載の支障物検知装置を複数配置してなる支障物検知システムにおいて、各支障物検知装置が、漏洩伝送路を介して接続され、電源と支障物検知用のスペクトル拡散信号とを重畳させてなる重畳信号を生成し、漏洩伝送路を介して重畳信号を隣接する装置に送信する合成手段と、この合成手段が生成した重畳信号から電源とスペクトル拡散信号とを分離して、装置に電源を供給する分離手段とを備えるものである。
【００２６】
この発明に係る支障物検知システムは、隣接する装置が異なる拡散符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成するものである。
【００２７】
この発明に係る支障物検知システムは、各支障物検知装置が、漏洩伝送路を介して接続され、この漏洩伝送路を介して支障物の検知情報を互いに送受させる情報送受手段を備えるものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による支障物検知装置の構成を示すブロック図である。図において、１は道路や鉄道線路の一側に布設され、スペクトル拡散信号生成手段３で生成された支障物検知用のスペクトル拡散信号を漏洩して放射する複数のスロットを長手方向の適当な間隔で設けた送信ＬＣＸ（漏洩伝送路、支障物検知用信号送受手段）、２は送信ＬＣＸ１と対向する側に布設され、送信ＬＣＸ１から放射された支障物検知用のスペクトル拡散信号を、長手方向の適当な間隔で設けた複数のスロットで受信する受信ＬＣＸ（漏洩伝送路、支障物検知用信号送受手段）である。３は送信ＬＣＸ１の一端に接続し、支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成して、これを送信ＬＣＸ１から放射させるスペクトル拡散信号生成手段（スペクトル拡散信号送信手段）、４は受信ＬＣＸ２が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号の拡散符号と同一符号系列であって、これに位相同期する拡散符号に基づいて、参照用のスペクトル拡散信号を生成する参照スペクトル拡散信号生成手段、５は受信ＬＣＸ２のスペクトル拡散信号生成手段３が接続する送信ＬＣＸ１の端部と同じ側の一端に接続し、参照用のスペクトル拡散信号と受信ＬＣＸ２が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号との相関レベルを算出する相関手段（スペクトル拡散信号受信手段）で、６は相関手段５が算出した相関レベルの変化から支障物を検知する検知手段（スペクトル拡散信号受信手段）である。
【００２９】
７はスペクトル拡散信号生成手段３の構成要素の１つであり、支障物検知用のスペクトル拡散信号の信号源となる高周波信号を生成する高周波発振器（スペクトル拡散信号送信手段）、８はスペクトル拡散信号生成手段３の構成要素の１つであり、高周波発振器７が生成した高周波信号を支障物検知用のスペクトル拡散信号に変調するための拡散符号（以下、ＰＮ符号と称する；Ｐｓｅｕｄｏ  ｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ  ｃｏｄｅ）を生成するＰＮ符号発生器（スペクトル拡散信号送信手段）、９はスペクトル拡散信号生成手段３の構成要素の１つであり、ＰＮ符号発生器８が生成したＰＮ符号に基づいて高周波発振器７が生成した高周波信号を支障物検知用のスペクトル拡散信号に変調するスペクトル拡散変調器（スペクトル拡散信号送信手段）である。
【００３０】
１０は参照スペクトル拡散信号生成手段４の構成要素の１つであり、参照用のスペクトル拡散信号の信号源となる高周波発振器７の生成する高周波信号と同じ位相を有する高周波信号を生成する局部発振器（参照スペクトル拡散信号生成手段、スペクトル拡散信号受信手段）、１１は参照スペクトル拡散信号生成手段４の構成要素の１つであり、局部発振器１０が生成した高周波信号を参照用のスペクトル拡散信号に変調するためのＰＮ符号を生成する参照ＰＮ符号発生器（参照スペクトル拡散信号生成手段、スペクトル拡散信号受信手段）で、受信ＬＣＸ２が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号と同一符号系列であって、これに位相同期するＰＮ符号を生成する。１２は参照スペクトル拡散信号生成手段４の構成要素の１つであり、参照ＰＮ符号発生器１１が生成したＰＮ符号に基づいて局部発振器１０が生成した信号を参照用のスペクトル拡散信号に変調するスペクトル拡散変調器（参照スペクトル拡散信号生成手段、スペクトル拡散信号受信手段）、１１１は参照スペクトル拡散信号生成手段４の構成要素の１つであり、ＬＣＸ１，２における支障物の位置を検出するために使用されるＰＮ符号発生器８と参照ＰＮ符号発生器１１とのＰＮ符号の生成に係る時間差（スペクトル拡散信号伝搬時間）を計測する時間差計測手段（時間計測手段、スペクトル拡散信号受信手段）である。
【００３１】
次に動作について説明する。
先ず、支障物検知用のスペクトル拡散信号の送信動作について述べる。高周波発振器７が支障物検知用のスペクトル拡散信号の信号源となる高周波信号を生成し、スペクトル拡散変調器９に入力する。また、ＰＮ符号発生器８からスペクトル拡散させるためのＰＮ符号がスペクトル拡散変調器９に入力される。これにより、スペクトル拡散変調器９において高周波発振器７が生成する高周波信号がＰＮ符号発生器８から入力されるＰＮ符号に基づいてスペクトル拡散変調される。スペクトル拡散変調器９にて行われるスペクトル拡散は、高周波信号にＰＮ符号を乗積して周波数に対する信号電力の分布を広げて広帯域化させる直接拡散方式（ＤＳ方式）や、高速で周波数切り替えができる周波数シンセサイザなどを用いてＰＮ符号のパターンに従って高周波信号の中心周波数の異なる周波数に切り換えることで広帯域化させる周波数ホッピング方式（ＦＨ方式）など既存のスペクトル拡散技術を適宜利用する。
【００３２】
スペクトル拡散変調器９で支障物検知用のスペクトル拡散信号が生成されると、スペクトル拡散信号生成手段３と接続する送信ＬＣＸ１に送信される。送信ＬＣＸ１は、その長手方向に適当な間隔で複数のスロットが設けられており、このスロットから支障物検知用のスペクトル拡散信号が電波として放射される。電波として放射された支障物検知用のスペクトル拡散信号は、送信ＬＣＸ１から受信ＬＣＸ２までの間の支障物検知エリアを伝搬して受信ＬＣＸ２に受信される。このとき、各スロットの位置の違いにより、支障物検知用のスペクトル拡散信号は、図１に示すような経路Ａ、経路Ｂのような異なる経路を経由して伝搬する。さらに、これら異なる経路を経由した支障物検知用のスペクトル拡散信号は、受信ＬＣＸ２において重なって受信される。
【００３３】
受信ＬＣＸ２によって受信された支障物検知用のスペクトル拡散信号は、直ちに相関手段５に入力される。また、相関手段５には参照スペクトル拡散信号生成手段４が生成する参照用のスペクトル拡散信号が入力される。ここで、参照スペクトル拡散信号生成手段４による参照用のスペクトル拡散信号の生成動作について説明する。参照スペクトル拡散信号生成手段４内において、局部発振器１０は参照用のスペクトル拡散信号の信号源となる高周波発振器７の生成する高周波信号を生成し、スペクトル拡散変調器１２に入力する。また、参照ＰＮ符号発生器１１は局部発振器１０により生成された高周波信号をスペクトル拡散するためのＰＮ符号が生成される。このＰＮ符号はスペクトル拡散信号生成手段３のＰＮ符号と同一符号系列であり、これに基づいて参照ＰＮ符号発生器１１では局部発振器１０により生成された高周波信号のスペクトル拡散変調が行われる。この参照ＰＮ符号発生器１１におけるスペクトル拡散動作は、上述したスペクトル拡散変調器１２によるものと同様である。
【００３４】
例えば、図１に示すように異なる経路Ａ，Ｂを経由した支障物検知用のスペクトル拡散信号は受信ＬＣＸ２において重なって受信されるが、経路Ａを経由した支障物検知用のスペクトル拡散信号の生成に使用したＰＮ符号の位相と、参照スペクトル拡散信号生成手段４が参照用のスペクトル拡散信号の生成に使用するＰＮ符号の位相とを同期させることで、相関手段５における相関レベルの算出では経路Ｂを経由した支障物検知用のスペクトル拡散信号と分離することができる。
【００３５】
具体的に説明すると、スペクトル拡散信号生成手段３が支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成すると、直ちに送信ＬＣＸ１に出力される。このとき、支障物検知用のスペクトル拡散信号が送信ＬＣＸ１内を伝搬して、経路Ａに対応する位置に設けられた送信ＬＣＸ１のスロットから放射される。この支障物検知用のスペクトル拡散信号は、上記送信ＬＣＸ１のスロット位置に対向する受信ＬＣＸ２のスロットから受信されて相関手段５において参照用のスペクトル拡散信号との相関レベルが算出される。これにより、スペクトル拡散信号生成手段３が支障物検知用のスペクトル拡散信号を送信した時間、つまり、ＰＮ符号発生器８がスペクトル拡散変調器９にＰＮ符号を入力して支障物検知用のスペクトル拡散信号を送信した時間を基準として、この時間から支障物検知用のスペクトル拡散信号を受信ＬＣＸ２が受信して参照スペクトル拡散信号生成手段４が参照用のスペクトル拡散信号を生成して相関手段５に入力するまでの時間（参照ＰＮ符号発生器１１がスペクトル拡散変調器１２にＰＮ符号（ＰＮ符号発生器８が生成するＰＮ符号に位相同期するＰＮ符号）を入力して相関手段５に参照用のスペクトル拡散信号を入力するまでの時間）を計測することで、近似的に支障物検知用のスペクトル拡散信号の送受にかかる時間がわかる。
【００３６】
そこで、実施の形態１による支障物検知装置では、ＰＮ符号発生器８のＰＮ符号の生成時間と参照ＰＮ符号発生器１１のＰＮ符号の生成時間との時間差を計測する時間差計測手段１１１を設けている。これにより、例えば送信ＬＣＸ１の送信端から支障物検知用のスペクトル拡散信号が経路Ａを経由して受信ＬＣＸ２に受信され、相関手段５で参照用のスペクトル拡散信号との相関レベルが算出可能になるまでの時間がｔ１（ｓｅｃ．）（時間差計測手段１１１が計測したＰＮ符号発生器８のＰＮ符号の生成時間と参照ＰＮ符号発生器１１のＰＮ符号の生成時間との時間差がｔ１（ｓｅｃ．））であったとすると、経路Ａは送信ＬＣＸ１の送信端からｔ１×ｃ／２（ｍ）（ｃは光速）の位置を通過する経路であることがわかる。これは、支障物検知用のスペクトル拡散信号が送信ＬＣＸ１の送信端から送信ＬＣＸ１内を伝搬して受信ＬＣＸ２の参照スペクトル拡散信号生成手段４に至るまでの時間におおよそ対応する時間差計測手段１１１の時間差ｔ１に、支障物検知用のスペクトル拡散信号の伝搬速度に対応するｃをかけることで支障物検知用のスペクトル拡散信号の伝搬距離を算出し、送信ＬＣＸ１と受信ＬＣＸ２とが対向して、スペクトル拡散信号生成手段３と参照スペクトル拡散信号生成手段４とにそれぞれ接続する端部が同じ側にあることから支障物検知用のスペクトル拡散信号の伝搬距離の半分の距離が送信ＬＣＸ１の送信端からの伝搬距離となる。
【００３７】
スペクトル拡散信号生成手段３が支障物検知用のスペクトル拡散信号を送信してから経路Ａに対応する時間ｔ１経過して相関手段５に入力される参照用のスペクトル拡散信号と経路Ａを経由した支障物検知用のスペクトル拡散信号との相関レベルを算出している間には、経路Ｂを経由した支障物検知用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号と時間ｔ１経過して相関手段５に入力される参照用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号とは位相が同期していないので、これらの相関レベルは近似的に零となる。
【００３８】
これについて説明すると、実施の形態１による支障物検知装置は、支障物検知用のスペクトル拡散信号を同期検波によって検出する。このため、参照用のスペクトル拡散信号は支障物検知用のスペクトル拡散信号を再生するものとして生成される。相関手段５では、支障物検知用のスペクトル拡散信号と参照用のスペクトル拡散信号とを乗算して、支障物検知用のスペクトル拡散信号を復調し、相関レベルとして検知手段６に出力する。このとき、経路Ｂを経由した支障物検知用のスペクトル拡散信号のように、参照用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号と位相が同期していない場合、乗算によって支障物検知用のスペクトル拡散信号と参照用のスペクトル拡散信号とのＰＮ符号の積が近似的に零となる（ＰＮ符号はある一定の周期で０，１の二値を示すため、位相がずれているもの同士の積は零となる）。
【００３９】
検知手段６は、支障物の検知を実行している間中、相関手段５から相関レベルが入力されている。このとき、送信ＬＣＸ１と受信ＬＣＸ２との間に支障物が現れると支障物検知用のスペクトル拡散信号の強度が低下して相関レベルに変化が生じることから、検知手段６が支障物の存在とその位置とを検知することができる。
【００４０】
次に概要について説明する。
先ず、従来の支障物検知装置と比較して受信ＳＮ比が向上することについて述べる。従来のように、パルス変調信号を支障物検知用の信号として使用する場合、受信機に受信されるパルス変調信号は、Ｓ×ｃｏｓωｔで表される。ここで、Ｓは受信機に入力されるパルス変調信号の信号レベル、ωは搬送波周波数である。このとき、パルス変調信号のパルス繰り返し時間間隔をＴ、ＬＣＸ１，２の長さをＬ（ｍ）、送信ＬＣＸ１と受信ＬＣＸ２との対向間隔をＨ（ｍ）、及び、光速をｃとすると、Ｔの最小値はパルス変調信号の伝搬距離を光速で除算した（２Ｌ＋Ｈ）／ｃで表される。これにより、積分時間Ｔにおける受信パルス変調信号の信号レベルはＳとなる（ｃ＞＞（２Ｌ＋Ｈ）、（２Ｌ＋Ｈ）／ｃが０に近似され、ｃｏｓωＴ＝１）。
【００４１】
これに対して、実施の形態１による支障物検知装置では、スペクトル拡散信号を使用する。これにより、ＰＮ符号の一周期の長さをＮ、ＰＮ符号の１ビット時間をＴｃとすれば、ＰＮ符号の符号系列の繰り返し間隔Ｎ×Ｔｃの最小値を上述したパルス変調信号のパルス繰り返し時間間隔Ｔと同じにすることができる。ここで、ＰＮ符号を時間ｔによる関数ＰＮ（ｔ）として表し、スペクトル拡散信号をＤＳ方式で上記パルス変調信号をスペクトル拡散させると、スペクトル拡散信号はＳ×ＰＮ（ｔ）×ｃｏｓωｔで表される。支障物検知用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号と参照用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号とが位相同期されると、支障物検知用のスペクトル拡散信号を元のパルス変調信号に復調する場合、上記スペクトル拡散信号Ｓ×ＰＮ（ｔ）×ｃｏｓωｔに参照用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号を乗算すればよい。これにより、受信された支障物検知用の信号は、Ｓ×ＰＮ（ｔ）×ＰＮ（ｔ）×ｃｏｓωｔで表され、積分時間Ｎ×Ｔｃ＝ＴではＰＮ（ｔ）×ＰＮ（ｔ）＝Ｎとなることから、受信信号の信号レベルはＳ×Ｎとなる。このように、実施の形態１による支障物検知装置では、従来の支障物検知装置と比較して信号レベルがＮ倍となり、ＳＮ比がＮ倍に向上することがわかる。換言すると、スペクトル拡散信号を搬送波とすることで、パルス変調信号を搬送波とする場合と比較して、同じ積分時間で１個のパルス信号のＳＮ比がＮ倍となる。これにより、支障物を観測する時間を短縮することができ、移動する支障物の検知にも充分に適用できる。
【００４２】
次に、従来の支障物検知装置と比較して妨害電波に対する耐力が向上することについて述べる。実施の形態１による支障物検知装置の送信ＬＣＸ１からの電波の入力電力をＰ１（Ｗ）、妨害電波の入力電力をＰ２（Ｗ）とし、ＰＮ符号の一周期の長さをＮとすると、Ｐ１＝Ｐ２のとき、妨害電波の入力電力はＰ２／Ｎに抑圧されることから、ＤＵ比は１０ｌｏｇ（Ｎ）となる。ＰＮ符号の一周期の長さＮは一般に１０００以上の値が用いられるので、ＤＵ比は３０ｄＢ以上改善されることになる。
【００４３】
次に、検知エリア内で他の無線通信機の通信に影響を与えないことについて述べる。実施の形態１による支障物検知装置の検知エリア内で無線通信機が通信を行う際に、スペクトル拡散信号の帯域幅をＢ１（Ｈｚ）、無線通信機の帯域幅をＢ２（Ｈｚ）とすると、スペクトル拡散信号は広帯域に電力密度が拡散されていることから、Ｂ１＞＞Ｂ２となり、スペクトル拡散信号のトータルの電力と無線通信機へ入力されるべき信号の電力とが同じ値であっても、無線通信機への妨害電力は１０ｌｏｇ（Ｂ１／Ｂ２）だけ改善される。一般にＢ１はＢ２の１０００倍以上であるので、３０ｄＢ以上無線通信機の通信が改善される。これにより、実施の形態１による支障物検知装置の検知エリア内において無線通信機は充分に通信を行うことができる。
【００４４】
以上のように、この実施の形態１によれば、支障物検知用の信号を放射する送信ＬＣＸ１と、この送信ＬＣＸ１に対向して設けられ、支障物検知用の信号を受信する受信ＬＣＸ２と、送信ＬＣＸ１の一端に接続し、ＰＮ符号に基づいて支障物検知用の信号としてスペクトル拡散信号を生成して送信ＬＣＸ１に放射させるスペクトル拡散信号生成手段３と、このスペクトル拡散信号生成手段３が接続する送信ＬＣＸ１の端部と同じ側の受信ＬＣＸ２の一端に接続し、スペクトル拡散信号生成手段３のＰＮ符号と同一符号系列のＰＮ符号に基づいて、参照用のスペクトル拡散信号を生成する参照スペクトル拡散信号生成手段４と、受信ＬＣＸ２が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号に位相同期するＰＮ符号に基づいて、参照スペクトル拡散信号生成手段４が生成した参照用のスペクトル拡散信号と受信ＬＣＸ２が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号との相関レベルを算出する相関手段５と、この相関手段５が算出した相関レベルの変化から支障物を検知する検知手段６とを備えるので、支障物の存在を正確に検知することができるとともに、支障物の検知エリア内における無線通信機の通信を妨害することもなく、妨害電波に対する耐力を向上させた支障物検知装置を提供することができる。また、支障物の検知する時間を短縮することができることから、移動する支障物の検知も行うことができる。
【００４５】
また、この実施の形態１によれば、支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成してから、参照スペクトル拡散信号生成手段４によって支障物検知用のスペクトル拡散信号のＰＮ符号に位相同期する参照用のスペクトル拡散信号が生成されて、相関手段５によって両スペクトル拡散信号の相関レベルが算出可能になるまでのスペクトル拡散信号伝搬時間を計測する時間差計測手段１１１を備え、検知手段６は時間差計測手段１１１の計測したスペクトル拡散信号伝搬時間に基づいて、送信ＬＣＸ１と受信ＬＣＸ２とからなる支障物検知エリア内の支障物の位置を検知するので、支障物の検知エリア内に存在する支障物の位置を検知することができることから、支障物の除去作業を迅速化することができる。
【００４６】
実施の形態２．
この実施の形態２は参照スペクトル拡散信号生成手段が使用する拡散符号の位相を、スペクトル拡散信号送信手段が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号に対して所望の期間だけ遅延させる遅延手段を備えるものである。
【００４７】
図２はこの発明の実施の形態２による支障物検知装置の構成を示すブロック図である。図において、１３は参照スペクトル拡散信号生成手段４が使用するＰＮ符号の位相を、ＰＮ符号発生器８の発生するＰＮ符号に対して所望の期間だけ遅延させる遅延手段である。なお、図１と同一構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００４８】
次に動作について説明する。
支障物を検知するためのスペクトル拡散信号の生成、送受、及び、支障物検知などの動作は、上記実施の形態１と同様であるので重複する説明を省略し、ここでは、上記実施の形態１と異なる動作について説明する。
この実施の形態２による支障物検知装置は送信ＬＣＸ１及び受信ＬＣＸ２から構成される支障物検知エリア内における任意の位置の状態を観測することができる。これを具体的に説明すると、図２に示すように、送信ＬＣＸ１のスペクトル拡散信号生成手段３との接続部である送信端からＬ（ｍ）離れた地点の受信レベルを固定して観測するとき、ＰＮ符号発生器８の発生するＰＮ符号（スペクトル拡散信号生成手段３が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号におけるＰＮ符号）の位相に対して、遅延手段１３を用いて参照スペクトル拡散信号生成手段４が使用するＰＮ符号の位相をτ＝２Ｌ／ｃ（ｃは光速）だけ遅延するように遅延時間を設定する。これにより、送信端からＬ（ｍ）離れた地点を経由して受信される支障物検知用のスペクトル拡散信号に対してのみ、参照用のスペクトル拡散信号におけるＰＮ符号の位相が同期するようになる。従って、送信端からＬ（ｍ）離れた地点の検知結果を相関手段５から得ることができる。
【００４９】
以上のように、この実施の形態２によれば、参照スペクトル拡散信号生成手段４が使用するＰＮ符号の位相を、スペクトル拡散信号生成手段３が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号に対して所望の期間だけ遅延させる遅延手段１３を備えるので、上記実施の形態１の構成に適用することで上記実施の形態１と同様の効果が得られると共に、任意の遅延時間を設定することで支障物の検知エリア内における任意の位置の状態を観測することができる。
【００５０】
実施の形態３．
この実施の形態３は支障物検知装置を複数設置して構成した支障物検知システムにおいて、隣接する装置が異なる拡散符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成するものである。
【００５１】
図３はこの発明の実施の形態３による支障物検知システムの構成を示すブロック図である。図において、１−１，１−２は隣接して配置された支障物検知装置Ａ，Ｂにそれぞれ設けられた送信ＬＣＸ（送信側の漏洩伝送路、支障物検知用信号送受手段）、２−１，２−２は支障物検知装置Ａ，Ｂにそれぞれ設けられた受信ＬＣＸ（受信側の漏洩伝送路、支障物検知用信号送受手段）で、３１，３２は支障物検知装置Ａ，Ｂにそれぞれ設けられたスペクトル拡散信号送信手段であり、上記実施の形態１に示したスペクトル拡散信号生成手段３に対応する。４１，４２は支障物検知装置Ａ，Ｂにそれぞれ設けられたスペクトル拡散信号受信手段であり、上記実施の形態１及び／又は上記実施の形態２に示したスペクトル拡散信号生成手段３、相関手段５、及び検知手段６に対応する。また、支障物検知装置Ａ，Ｂは、構成上では上記実施の形態１及び／又は上記実施の形態２に示した支障物検知装置に相当し、支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成するために、それぞれ異なるＰＮ符号であるＰＮ符号Ａ、ＰＮ符号Ｂを使用する。
【００５２】
次に概要について説明する。
この実施の形態３による支障物検知システムは、支障物検知装置Ａ，Ｂを隣接して配置して構成される。支障物検知装置Ａ，Ｂの支障物の検知動作は上記実施の形態と同様であるので重複する説明を省略し、実施の形態３による支障物検知システムの特徴について説明する。隣接して配置される支障物検知装置Ａ，Ｂは、それぞれの送信ＬＣＸ１−１，１−２から支障物検知用のスペクトル拡散信号を放射する。このとき、支障物検知装置Ａの送信ＬＣＸ１−１から放射された信号が、支障物検知装置Ｂの受信ＬＣＸ２−２が受けるべき信号に対する干渉信号となり、支障物検知装置Ｂの送信ＬＣＸ１−２から放射された信号が、支障物検知装置Ａの受信ＬＣＸ２−１が受けるべき信号に対する干渉信号となる。
【００５３】
そこで、実施の形態３による支障物検知システムでは、支障物検知装置Ａ，Ｂのスペクトル拡散信号送信手段３１，３２がそれぞれ異なるＰＮ符号であるＰＮ符号Ａ、ＰＮ符号Ｂを使用して支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成するように構成する。これにより、支障物検知装置Ａの送信ＬＣＸ１−１から放射された信号が支障物検知装置Ｂの受信ＬＣＸ２−２に受信されても、支障物検知装置Ｂ内のスペクトル拡散信号受信手段４２はＰＮ符号Ｂの位相に同期するＰＮ符号に基づいて生成されたスペクトル拡散信号との間の相関レベルを算出し、支障物検知装置Ｂの送信ＬＣＸ１−２から放射された信号が支障物検知装置Ａの受信ＬＣＸ２−１に受信されても、支障物検知装置Ａ内のスペクトル拡散信号受信手段４１はＰＮ符号Ａの位相に同期するＰＮ符号に基づいて生成されたスペクトル拡散信号との間の相関レベルを算出する。このとき、ＰＮ符号ＡとＰＮ符号Ｂとの相関値は、ＰＮ符号の符号系列長（一周期の長さ）をＮとすると、ＰＮ符号の特性により１／Ｎとなる。Ｎは一般に１０００以上であることから、隣接する支障物検知装置Ａ，Ｂ間における支障物検知用のスペクトル拡散信号の干渉は、ほとんど無視することができる。
【００５４】
以上のように、この実施の形態３によれば、支障物検知装置Ａ，Ｂのように複数の支障物検知装置を設置して構成した支障物検知システムにおいて、隣接する支障物検知装置Ａ，Ｂが、それぞれ異なるＰＮ符号Ａ，Ｂに基づいてスペクトル拡散信号を生成するので、隣接する支障物検知装置Ａ，Ｂ間における支障物検知用のスペクトル拡散信号の干渉を抑制することができ、支障物検知システムの支障物の誤検知を低減することができる。
【００５５】
上記実施の形態３では支障物検知システムとして支障物検知装置Ａ，Ｂを配置した例について述べたが、上記実施の形態３は３つ以上の支障物検知装置が配置されたシステムにおいても適用することができ、隣接しない支障物検知装置では同一のＰＮ符号を用いてスペクトル拡散信号を生成するようにしてもよい。
【００５６】
実施の形態４．
この実施の形態４は支障物検知装置を複数配置してなる支障物検知システムにおいて、各支障物検知装置が、漏洩伝送路を介して接続され、電源と支障物検知用のスペクトル拡散信号とを重畳させてなる重畳信号を生成し、漏洩伝送路を介して重畳信号を隣接する装置に送信する合成手段と、この合成手段が生成した重畳信号から電源とスペクトル拡散信号とを分離して、装置に電源を供給する分離手段とを備えるものである。
【００５７】
図４はこの発明の実施の形態４による支障物検知システムの構成を示すブロック図である。図において、Ａ１は支障物検知装置Ａ，Ｂに電源を供給する電源装置で、直接的には支障物検知装置Ａ内のスペクトル拡散信号送信手段３１、スペクトル拡散信号受信手段４１、及び合成手段Ａ２に電源を供給する。Ａ２はスペクトル拡散信号送信手段３１からの支障物検知用のスペクトル拡散信号と電源装置Ａ１からの電源電圧とを合成して重畳信号として送信ＬＣＸ１−１に出力する合成手段、Ａ３は送信ＬＣＸ１−１を介して支障物検知装置Ｂに入力する上記重畳信号から電源電圧と支障物検知用のスペクトル拡散信号とを分離し、支障物検知装置Ｂに電源を供給する電力分波器（分離手段）、Ａ４は電力分波器Ａ３に接続される終端器で、電力分波器Ａ３が重畳信号から分離した支障物検知装置Ａが生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号を終端して送信ＬＣＸ１−１に反射することを防ぐ。また、支障物検知装置Ａ，Ｂは、上記構成以外に上記実施の形態１及び／又は上記実施の形態２に示した支障物検知装置に相当する構成を有しているものとする。なお、図３と同一構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５８】
次に概要について説明する。
この実施の形態４による支障物検知システムは、支障物検知装置Ａ，Ｂが送信ＬＣＸ１−１を介して接続される。支障物検知装置Ａ，Ｂの支障物の検知動作は上記実施の形態と同様であるので重複する説明を省略し、実施の形態４による支障物検知システムの特徴について説明する。図示の例では、支障物検知装置Ａが電源装置Ａ１から直接電源の供給を受けている。支障物検知装置Ａにおいて、合成手段Ａ２は、電源装置Ａ１からの電源電圧とスペクトル拡散信号送信手段３１が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号とを重畳させた重畳信号を生成して送信ＬＣＸ１−１に出力する。この重畳信号は、送信ＬＣＸ１−１のスロットから支障物検知用のスペクトル拡散信号を電波として放射しながら、支障物検知装置Ｂの電力分波器Ａ３まで伝搬する。
【００５９】
電力分波器Ａ３は重畳信号から電源装置Ａ１の電源電圧を分離して、これを支障物検知装置Ｂ内のスペクトル拡散信号送信手段３２、スペクトル拡散信号受信手段４２、及び、合成手段Ａ２に供給する。このとき、重畳信号に含まれるスペクトル拡散信号送信手段３１が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号は、終端器Ａ４に伝送されて送信ＬＣＸ１−１へ反射して支障物検知装置Ａのスペクトル拡散信号と干渉しないように終端される。
【００６０】
支障物検知装置Ｂに送信ＬＣＸ１−２を介して他の支障物検知装置が接続する場合は、支障物検知装置Ｂ内の合成手段Ａ２が、支障物検知装置Ａと同様にして、電源電圧とスペクトル拡散信号送信手段３２が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号とを重畳して重畳信号を生成し、送信ＬＣＸ１−２を介して上記他の支障物検知装置に送信する。このように送信ＬＣＸ１−１，１−２を介して電源を供給することができることから、複数の電源装置Ａ１を設ける必要がない。
【００６１】
以上のように、この実施の形態４によれば、支障物検知システムを構成する支障物検知装置Ａ，Ｂが漏洩伝送路を介して接続され、電源と支障物検知用のスペクトル拡散信号とを重畳させてなる重畳信号を生成し、漏洩伝送路を介して重畳信号を隣接する支障物検知装置Ａ，Ｂに送信する合成手段Ａ２と、この合成手段Ａ２が生成した重畳信号から電源とスペクトル拡散信号とを分離して、各支障物検知装置Ａ，Ｂに電源を供給する電力分波器Ａ３とを備えるので、送信ＬＣＸ１−１，１−２を介して電源を供給することができることから、複数の電源装置Ａ１を設ける必要がなく、システムのコストを低減することができる。また、装置毎に電源装置Ａ１の設置場所を考慮しなくてもよいため、装置の設置スペースを削減することができる。
【００６２】
なお、上記実施の形態３と同様に、隣接する支障物検知装置が、それぞれ異なるＰＮ符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成するようにしてもよい。これにより、上記実施の形態４による効果が得られると共に、上記実施の形態３と同様の効果も得ることができる。
【００６３】
上記実施の形態４では支障物検知システムとして支障物検知装置Ａ，Ｂを配置した例について述べたが、上記実施の形態４の構成はＬＣＸを介して３つ以上の支障物検知装置が接続されたシステムにおいても適用することができる。
【００６４】
実施の形態５．
この実施の形態５は複数の支障物検知装置が漏洩伝送路を介して接続された支障物検知システムであり、この漏洩伝送路を介して支障物の検知情報を互いに送受させる情報送受手段を備えるものである。
【００６５】
図５はこの発明の実施の形態５による支障物検知システムの構成を示すブロック図である。図において、１０１は情報変復調手段（情報送受手段）であって、支障物検知装置Ｂが検知した支障物の検知情報を変調して、支障物検知装置Ａが生成する支障物検知用のスペクトル拡散信号の搬送波周波数とは異なる搬送波周波数を有する変調波信号を生成して送信ＬＣＸ１−１を介して支障物検知装置Ａに送信し、逆に送信ＬＣＸ１−１を介して支障物検知装置Ａから入力した上記変調波信号を復調して元の支障物の検知情報とする。１０１ａは支障物検知装置Ａが検知した支障物の検知情報を変調して変調信号を生成し、伝送合成及び分配手段１０２に送信する情報変復調手段（情報送受手段）である。
【００６６】
１０２は伝送合成及び分配手段（情報送受手段）であって、監視センター１０４内の情報変復調手段１０３、情報変復調手段１０１ａ、及び、合成及び分配手段１０５と接続し、情報変復調手段１０１ａが生成した変調信号を情報変復調手段１０３に伝送し、また、情報変復調手段１０３からの変調信号を、情報変復調手段１０１ａ若しくは合成及び分配手段１０５に適宜分配して伝送し、さらに、情報変復調手段１０１ａと合成及び分配手段１０５とからの信号を適宜合成して情報変復調手段１０３に伝送する。１０３は監視センター１０４内に設けられた情報変復調手段（情報送受手段）で、伝送合成及び分配手段１０２から入力する変調信号を復調して元の支障物の検知情報とし、監視センター１０４からの支障物検知装置Ａ，Ｂへの設定情報などを変調信号として伝送合成及び分配手段１０２に伝送する。
【００６７】
１０４は監視センターで、システムを構成する支障物検知装置Ａ，Ｂからの支障物の検知情報をモニタし、さらに、システムを構成する支障物検知装置Ａ，Ｂへの設定を行うことができる。１０５は合成及び分配手段（情報送受手段）で、支障物検知装置Ａ内のスペクトル拡散信号送信手段３１と伝送合成及び分配手段１０２とに接続し、スペクトル拡散信号送信手段３１が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号と伝送合成及び分配手段１０２から入力した信号とを合成して送信ＬＣＸ１−１を介して支障物検知装置Ｂに伝送したり、逆に送信ＬＣＸ１−１を介して入力した情報変復調手段１０１からの変調信号を伝送合成及び分配手段１０２に分配して伝送する。また、支障物検知装置Ａ，Ｂは、上記構成以外に上記実施の形態１及び／又は上記実施の形態２に示した支障物検知装置に相当する構成を有しているものとする。なお、図３と同一構成要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６８】
次に概要について説明する。
この実施の形態５による支障物検知システムは、支障物検知装置Ａ，Ｂが送信ＬＣＸ１−１を介して接続される。支障物検知装置Ａ，Ｂの支障物の検知動作は上記実施の形態と同様であるので重複する説明を省略し、実施の形態５による支障物検知システムの特徴について説明する。
支障物検知装置Ｂが検知した支障物の検知情報は、情報変復調手段１０１に送信される。この情報変復調手段１０１において、支障物の検知情報は変調されて、変調信号として送信ＬＣＸ１−１を介して支障物検知装置Ａの合成及び分配手段１０５に送信される。このとき、情報変復調手段１０１は、支障物検知装置Ａ，Ｂのスペクトル拡散信号送信手段３１，３２が生成するスペクトル拡散信号の搬送波周波数と異なる搬送波周波数で、支障物の検知情報を変調波信号にする。これにより、図示の例ではスペクトル拡散信号送信手段３１が送信ＬＣＸ１−１に出力するスペクトル拡散信号に情報変復調手段１０１からの上記変調波信号が影響を与えることはない。また、スペクトル拡散信号送信手段３１が支障物検知用のスペクトル拡散信号を送信ＬＣＸ１−１に出力しても、合成及び分配手段１０５は情報変復調手段１０１からの上記変調波信号を受信することができる。
【００６９】
合成及び分配手段１０５は情報変復調手段１０１からの上記変調波信号を受信すると、伝送合成及び分配手段１０２に送信する。伝送合成及び分配手段１０２では合成及び分配手段１０５からの上記変調波信号を、支障物検知装置Ａの情報変復調手段１０１ａ及び／又は監視センター１０４内の情報変復調手段１０３に送信する。情報変復調手段１０１ａ及び／又は情報変復調手段１０３は、上記変調波信号を適宜復調して取得する。情報変復調手段１０３が上記変調波信号を復調して元の支障物の検知情報は、監視センター１０４の管理者などに適宜モニタされる。
【００７０】
また、送信ＬＣＸ１−１を介して監視センター１０４からの設定情報を支障物検知装置Ａ，Ｂに送信することもできる。この監視センター１０４からの設定情報としては、上記実施の形態２で示した遅延手段１３の遅延時間などがある。
具体的に説明すると、監視センター１０４の管理者が、不図示の設定入力手段などを用いて支障物検知装置Ａ，Ｂへの設定情報を入力すると、情報変復調手段１０３が上記設定情報を支障物検知装置Ａ，Ｂのスペクトル拡散信号とは異なる搬送波周波数を有する変調波信号に変調して、伝送合成及び分配手段１０２に送信する。
【００７１】
伝送合成及び分配手段１０２は、上記変調波信号を、情報変復調手段１０１ａ、及び／又は、合成及び分配手段１０５に送信する。支障物検知装置Ａでは、情報変復調手段１０１ａが上記変調波信号を復調して元の設定情報として取得し、監視センター１０４からの設定を受ける。また、合成及び分配手段１０５は、上記変調波信号と支障物検知装置Ａの支障物検知用のスペクトル拡散信号とを合成して送信ＬＣＸ１−１に出力する。このとき、上記変調信号は支障物検知用のスペクトル拡散信号とは異なる搬送波周波数を有するので支障物検知装置Ａの支障物検知動作に影響は与えない。送信ＬＣＸ１−１を介して支障物検知装置Ｂの情報変復調手段１０１に上記変調波信号が入力されると、これを情報変復調手段１０１が復調して元の設定情報とする。これにより、支障物検知装置Ｂは監視センター１０４からの設定を受ける。
【００７２】
このように、送信ＬＣＸ１−１を介して支障物検知装置Ａ，Ｂが検知した支障物の検知情報を伝送することで、従来のように支障物検知装置の設置環境によって検知情報の通信品質が劣化することがなく、確実な検知情報の伝達を行うことができる。また、送信ＬＣＸ１−１のように既存の構成を利用することから、コスト的にも有利である。
【００７３】
以上のように、この実施の形態５によれば、支障物検知装置Ａ，Ｂが送信ＬＣＸ１−１を介して接続され、この送信ＬＣＸ１−１を介して支障物の検知情報を互いに送受させる情報変復調手段１０１、及び、合成及び分配手段１０５からなる情報送受手段を備えるので、支障物検知装置の設置環境によって検知情報の通信品質が劣化することがなく、確実な検知情報の伝達を行うことができる。また、送信ＬＣＸ１−１のように既存の構成を利用することから、上記効果を得ることができるシステムのコストを低減することができる。
【００７４】
なお、上記実施の形態１から５における支障物検知装置及び支障物検知システムは、上述したように道路や鉄道線路の支障物検知に限定されるものでなく、ビル周辺、空港周辺の支障物検知にも適用可能であり、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、この発明の支障物検知装置によれば、支障物検知用の信号を放射する送信側の漏洩伝送路と、この送信側の漏洩伝送路に対向して設けられ、支障物検知用の信号を受信する受信側の漏洩伝送路とからなる支障物検知用信号送受手段と、送信側の漏洩伝送路の一端に接続し、拡散符号に基づいて支障物検知用の信号としてスペクトル拡散信号を生成して送信側の漏洩伝送路に放射させるスペクトル拡散信号送信手段と、このスペクトル拡散信号送信手段が接続する送信側の漏洩伝送路の端部と同じ側の受信側の漏洩伝送路の一端に接続し、スペクトル拡散信号送信手段の拡散符号と同一符号系列の拡散符号に基づいて、参照用のスペクトル拡散信号を生成する参照スペクトル拡散信号生成手段と、受信側の漏洩伝送路が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号の拡散符号に位相同期する拡散符号に基づいて、参照スペクトル拡散信号生成手段が生成した参照用のスペクトル拡散信号と受信側の漏洩伝送路が受信した支障物検知用のスペクトル拡散信号との相関レベルを算出する相関手段と、この相関手段が算出した相関レベルの変化から支障物を検知する検知手段とからなるスペクトル拡散信号受信手段とを備えるので、支障物の存在を正確に検知することができるとともに、支障物の検知エリア内における無線通信機の通信を妨害することもなく、妨害電波に対する耐力を向上させた支障物検知装置を提供することができる効果がある。また、支障物の検知する時間を短縮することができることから、移動する支障物の検知も行うことができる効果がある。
【００７６】
この発明の支障物検知装置によれば、スペクトル拡散信号受信手段が、スペクトル拡散信号送信手段が支障物検知用のスペクトル拡散信号を生成してから、参照スペクトル拡散信号生成手段によって支障物検知用のスペクトル拡散信号の拡散符号に位相同期する参照用のスペクトル拡散信号が生成されて、相関手段によって両スペクトル拡散信号の相関レベルが算出可能になるまでのスペクトル拡散信号伝搬時間を計測する時間計測手段を備え、検知手段は時間計測手段の計測したスペクトル拡散信号伝搬時間に基づいて、支障物検知用信号送受手段による支障物検知エリア内の支障物の位置を検知するので、支障物の検知エリア内に存在する支障物の位置を検知することができることから、支障物の除去作業を迅速化することができる効果がある。
【００７７】
この発明の支障物検知装置によれば、スペクトル拡散信号受信手段が、参照スペクトル拡散信号生成手段が使用する拡散符号の位相を、スペクトル拡散信号送信手段が生成した支障物検知用のスペクトル拡散信号に対して所望の期間だけ遅延させる遅延手段を備えるので、任意の遅延時間を設定することで、支障物の検知エリア内における任意の位置の状態を観測することができる効果がある。
【００７８】
この発明の支障物検知システムによれば、請求項１から請求項３のうちの少なくとも１項記載の支障物検知装置を複数設置してなる支障物検知システムにおいて、隣接する装置が異なる拡散符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成するので、隣接する支障物検知装置間における支障物検知用のスペクトル拡散信号の干渉を抑制することができ、支障物検知システムの支障物の誤検知を低減することができる効果がある。
【００７９】
この発明の支障物検知システムによれば、請求項１から請求項３のうちの少なくとも１項記載の支障物検知装置を複数配置してなる支障物検知システムにおいて、各支障物検知装置が、漏洩伝送路を介して接続され、電源と支障物検知用のスペクトル拡散信号とを重畳させてなる重畳信号を生成し、漏洩伝送路を介して重畳信号を隣接する装置に送信する合成手段と、この合成手段が生成した重畳信号から電源とスペクトル拡散信号とを分離して、装置に電源を供給する分離手段とを備えるので、漏洩伝送路を介して電源を供給することができることから、複数の電源供給装置を設ける必要がなく、システムのコストを低減することができるという効果がある。また、装置毎に電源供給装置の設置場所を考慮しなくてもよいため、装置の設置スペースを削減することができるという効果がある。
【００８０】
この発明の支障物検知システムによれば、隣接する装置が異なる拡散符号に基づいてスペクトル拡散信号を生成するので、上記段落００７９の構成に適用することで、上記段落００７９による効果とともに、上記段落００７８による効果も奏することができる。
【００８１】
この発明の支障物検知システムによれば、各支障物検知装置が、漏洩伝送路を介して接続され、この漏洩伝送路を介して支障物の検知情報を互いに送受させる情報送受手段を備えるので、支障物検知装置の設置環境によって検知情報の通信品質が劣化することがなく、確実な検知情報の伝達を行うことができる効果がある。また、既存の漏洩伝送路を利用することから、システムのコストを低減することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による支障物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態２による支障物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態３による支障物検知システムの構成を示すブロック図である。
【図４】  この発明の実施の形態４による支障物検知システムの構成を示すブロック図である。
【図５】  この発明の実施の形態５による支障物検知システムの構成を示すブロック図である。
【図６】  従来の支障物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図７】  従来の支障物検知装置の送信波形及び受信波形を示す図である。
【符号の説明】
１，１−１，１−２  送信ＬＣＸ（漏洩伝送路、支障物検知用信号送受手段）、２，２−１，２−２  受信ＬＣＸ（漏洩伝送路、支障物検知用信号送受手段）、３  スペクトル拡散信号生成手段（スペクトル拡散信号送信手段）、４  参照スペクトル拡散信号生成手段、５  相関手段（スペクトル拡散信号受信手段）、６  検知手段（スペクトル拡散信号受信手段）、７  高周波発振器（スペクトル拡散信号送信手段）、８  ＰＮ符号発生器（スペクトル拡散信号送信手段）、９スペクトル拡散変調器（スペクトル拡散信号送信手段）、１０  局部発振器（参照スペクトル拡散信号生成手段、スペクトル拡散信号受信手段）、１１  参照ＰＮ符号発生器（参照スペクトル拡散信号生成手段、スペクトル拡散信号受信手段）、１２  スペクトル拡散変調器（参照スペクトル拡散信号生成手段、スペクトル拡散信号受信手段）、１３  遅延手段、３１，３２  スペクトル拡散信号送信手段、４１，４２  スペクトル拡散信号受信手段、１０１，１０１ａ，１０３情報変復調手段（情報送受手段）、１０２  伝送合成及び分配手段（情報送受手段）、１０４  監視センター、１０５  合成及び分配手段（情報送受手段）、１１１  時間差計測手段（時間計測手段、スペクトル拡散信号受信手段）、Ａ１電源装置、Ａ２  合成手段、Ａ３  電力分波器（分離手段）、Ａ４  終端器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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