(57)【要約】【課題】限られた周波数帯域において，しかも単調な周期性信号を使って，移動局と固定局の間，或いは移動局間の相対的な移動速度を直接測定することを可能とする。【解決手段】無線局１の送信手段１０３が周波数ｆ1 の第１の波と周波数ｆ2 の第２の波を無線局２に送信し，無線局２の周波数シフト手段２０２が，受信したそれぞれの波の周波数をシフトし，第１の波から周波数ｆ3 の第３の波を，第２の波から周波数ｆ4 の第４の波を生成し，送信手段２０３がそれぞれの波を無線局１に送信し，無線局１の周波数シフト手段１０５が，第１の波〜第４の波の，相異なる２組の２つの波を用い，それぞれ周波数をシフトして，周波数差が第１の無線局と第２の無線局間の相対移動速度に起因するドップラー効果で決められる第５の波と第６の波を生成し，測定手段１０６が，第５の波と第６の波の周波数差に基づいて，無線局１と無線局２間の相対移動速度を測定する。【選択図】図１
2006053054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線局と第２の無線局間の相対移動速度を測定する方法であって，
前記第１の無線局から周波数の異なる第１の波および第２の波を電波として送信し，
前記第２の無線局では，前記第１の無線局から送信された第１の波および第２の波を受信し，所定の周波数シフト用の波により前記第１の波および第２の波の周波数をそれぞれシフトすることにより第３の波および第４の波を生成し，その第３の波および第４の波を電波として送信し，
前記第１の無線局では，前記第２の無線局から送信された第３の波および第４の波を受信し，前記第１の波と第２の波と第３の波と第４の波の，相異なる２組の２つの波を用いて，それぞれ周波数をシフトすることにより，周波数差が前記第１の無線局と第２の無線局間の相対移動速度に起因するドップラー効果で決められる第５の波と第６の波を生成し，前記第５の波と第６の波の周波数差に基づいて，前記第１の無線局と第２の無線局間の相対速度を測定する
ことを特徴とする移動速度測定方法。
【請求項２】
第１の無線局と第２の無線局間の相対移動速度を測定する方式であって，
前記第１の無線局は，
周波数の異なる第１の波および第２の波を電波として送信する送信手段と，
前記第２の無線局から送信された第３の波および第４の波を受信する受信手段と，
前記第１の波と第２の波と第３の波と第４の波の，相異なる２組の２つの波を用いて，それぞれ周波数をシフトすることにより，周波数差が前記第１の無線局と第２の無線局間の相対移動速度に起因するドップラー効果で決められる第５の波と第６の波を生成する周波数シフト手段と，
前記第５の波と第６の波の周波数差に基づいて，前記第１の無線局と第２の無線局間の電波の相対移動速度を測定する測定手段とを備え，
前記第２の無線局は，
前記第１の無線局から送信された第１の波および第２の波を受信する受信手段と，
所定の周波数シフト用の波により前記第１の波および第２の波をシフトして前記第３の波および第４の波を生成する周波数シフト手段と，
前記第３の波および第４の波を電波として送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする移動速度測定方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，移動通信の分野において，移動局と固定局の間，又は，移動局間の相対移動速度を，電波を用いて測定するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
相手局と自局の間の相対移動速度の測定には，（１）相手局から送信された電波を受信して，そのときのフェージングの変動回数（受信信号が平均受信レベルと交差する回数）を測定する方法（例えば，特許文献１参照），（２）受信信号から相手局と自局のキャリア周波数の差を測定しておき，そのキャリア周波数の差の「広がり幅」をもとに移動速度を求める方法（例えば，同じ特許文献１参照）とが考えられている。
【特許文献１】特開平１１−９８０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記（１）のフェージングの変動回数を測定する方法は，伝搬環境によってフェージングの起こり方が異なり，例えば，マルチパスが多い大都市で車の往来の激しい所とマルチパスが少ない郊外地で車があまり来ない所では，明らかに変動回数に差があり，そのために，フェージングの変動回数をもとにした相対移動速度の測定には，大きな測定誤差を伴うものであった。
【０００４】
他方（２）の受信信号から相手局と自局のキャリア周波数の差を測定する方法は，どの程度ドップラー効果で周波数がシフトしたかを測定するために，高安定なクリスタルが必要であり，それでも実現性に課題があった。例えば，１〜２ＧＨｚ程度のキャリアを有する携帯電話システムでは，時速６０ｋｍ／ｈで端末が移動する場合，最大ドップラー周波数として，
ｆd ＝キャリア周波数×無線局の相対速度／電波伝搬速度
＝（１〜２）×１０9 ×６０／（６０×６０×３０００００）
＝５６〜１１１Ｈｚ
程度になる。
【０００５】
しかしながら，０．１×１０-6程度の高安定度のクリスタルでも，１〜２ＧＨｚ×０．１×１０-6＝１００〜２００Ｈｚ程度の周波数誤差を伴うため，クリスタルの周波数がシフトしたのかドップラー効果でシフトしたのかの区別がつかず，ドップラー周波数の測定が困難であった。
【０００６】
そこで，この方法では，絶えず変動する受信周波数の広がり幅から，ドップラー効果による周波数シフトを求める方法が考えられるが，この場合にも，電波伝搬環境によってドップラー効果の起こり方が異なるため，測定誤差が大きくなって，やはり移動速度を精度よく求めることは困難であった。特に，この方法は，電波が一方向だけから到来するような場合には，一方向に周波数がシフトしたままで，広がり幅の測定ができないため，ドップラー効果による周波数の測定が不可能であった。
【０００７】
また，上記（１）及び（２）の方法は，ともにフェージングの影響を取り除いて，十分な測定精度を得るまでに，非常に長い時間を必要とするものであった。
【０００８】
本発明は，従来の移動速度測定方法の問題点を解決して，クリスタルの安定度に影響されずにドップラー効果による周波数シフトの値を正確に求めることができる相対移動速度の測定方法及び測定方式の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は，上記課題を解決し，限られた周波数帯域において，しかも単調な波形（例えば，正弦波）で，移動局と固定局の間，あるいは移動局間の相対的な移動速度の測定を可能にするものである。このため，本発明は，周波数の異なる２つの波を送信し，相手局において２つの波を受信すると，それぞれ周波数シフトして折り返し，折り返してきた２つの波と相手局へ送信した２つの波を用いて，相手局で周波数シフト時に付加された周波数の不確定成分の影響を受けないように相殺した新たな２つの波を生成し，このとき，新たな２つの波の周波数差はドップラー効果による影響分だけとなるようにして，それらの周波数差を測定することを最も主要な特徴とする。
【００１０】
図１は，本発明の概要を説明するための図である。本発明においては，無線局１の第１の発振手段１０１から周波数ｆ1 の第１の波を発振して，第２の発振手段１０２から周波数ｆ2 （ｆ2 ≠ｆ1 ）の第２の波を発振して，送信手段１０３からそれぞれの波を無線局２に送信する。
【００１１】
無線局２の受信手段２０１は，第１の波及び第２の波を受信する。そして，周波数シフト手段２０２は，それぞれの波の周波数を所定の周波数シフト用の波によりシフトする。この周波数シフト手段２０２による周波数の処理により，第１の波から周波数ｆ3 の第３の波が生成され，第２の波から周波数ｆ4 （ｆ4 ≠ｆ3 ）の第４の波が生成される。送信手段２０３は，生成された第３の波及び第４の波を無線局１に送信する。
【００１２】
周波数シフト手段２０２によって周波数ｆ1 ，ｆ2 の波をシフトするのは，送信手段２０３によって無線局２から無線局１へ送信する波が，無線局２の受信手段２０１によって受信され，無線局１からの波と混同してしまわないようにするためである。
【００１３】
無線局１の受信手段１０４が第３の波及び第４の波を受信すると，周波数シフト手段１０５は，第１の波と第２の波と第３の波と第４の波の，相異なる２組の２つの波を用いて，それぞれ周波数をシフトすることにより，周波数差が第１の無線局と第２の無線局間の相対移動速度に起因するドップラー効果で決められる第５の波と第６の波を生成する。この第５の波と第６の波の生成方法としては，次のいずれを用いてもよい。
【００１４】
（１）第１の波と第２の波を入力して周波数をシフトする周波数シフト手段により第５の波を生成し，第３の波と第４の波を入力して周波数をシフトする他の周波数シフト手段により第６の波を生成する。
【００１５】
（２）第１の波と第３の波を入力して周波数をシフトする周波数シフト手段により第５の波を生成し，第２の波と第４の波を入力して周波数をシフトする他の周波数シフト手段により第６の波を生成する。
【００１６】
（３）第１の波と第４の波を入力して周波数をシフトする周波数シフト手段により第５の波を生成し，第２の波と第３の波を入力して周波数をシフトする他の周波数シフト手段により第６の波を生成する。
【００１７】
上記（１）〜（３）のいずれの方法を用いても，無線局２で周波数シフト手段２０２によって周波数シフト時に付加された周波数の不確定成分の影響を受けないように相殺した新たな２つの波を生成できる。しかも，このとき，第５の波と第６の波の周波数差はドップラー効果による影響分だけとなるようにして，それらの周波数差を測定することが可能である。
【００１８】
測定手段１０６は，生成された第５の波と第６の波の周波数差に基づいて，無線局１と無線局２の間の相対移動速度を求める。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は，自局と相手局のキャリア周波数の安定度に関係なく，ドップラー効果によって周波数がシフトした分を直接求める方法であるから，一方向からのみ連続して到来するような波であっても，短時間で正確な測定が可能になる。特に，１〜２ＧＨｚ程度以上の，キャリア周波数が高く，ドップラー効果によってシフトした周波数の値とキャリア周波数そのものの安定度が不十分なためにシフトした周波数の値とが同程度であっても，本発明はなんら問題なく，ドップラー効果の影響によって周波数のシフトした分を測定することが可能である。
【００２０】
本発明は，単調な周期性信号のドップラー効果を測定する方法を用いているため，周波数帯域を広げることなく，電波で直接，移動局と固定局，あるいは移動局間の相対移動速度の測定が可能であるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態は，第１の無線局と第２の無線局の間の相対移動速度を測定する方式であって，第１の無線局と第２の無線局は，それぞれ以下に述べる手段を備える。
【００２２】
第１の無線局は，
第１の波を発振する第１の発振手段と，
第２の波を発振する第２の発振手段と，
第１の波を電波として送信する第１の送信手段と，
第２の波を電波として送信する第２の送信手段とを備え，
第１の波と第２の波を第２の無線局へ送信する。
【００２３】
第２の無線局は，
送信された第１の波を受信する第１の受信手段と，
送信された第２の波を受信する第２の受信手段と，
周波数シフト用の波を発振する第３の発振手段と，
第１の受信手段で受信した第１の波と周波数シフト用の波を入力して，周波数をシフトして第３の波を出力する第１の周波数シフト手段と，
第２の受信手段で受信した第２の波と周波数シフト用の波を入力して，周波数をシフトして第４の波を出力する第２の周波数シフト手段と，
第３の波を送信する第３の送信手段と，
第４の波を送信する第４の送信手段とを備え，
第３の波と第４の波を第１の無線局へ送信する。
【００２４】
さらに，第１の無線局は，
第３の波を受信する第３の受信手段と，
第４の波を受信する第４の受信手段と，
第１の発振手段から得られた第１の波，第２の発振手段から得られた第２の波，第３の受信手段から得られた第３の波，及び第４の受信手段から得られた第４の波を入力して，それぞれの周波数をシフトするマルチ周波数シフト手段と，
マルチ周波数シフト手段の処理結果に従って，第１の無線局と第２の無線局の間の相対的移動によって生じるドップラー効果による周波数シフトを測定するドップラー周波数シフト測定手段と，
測定したドップラー周波数シフトを相対移動速度に変換する変換手段を備え，
第１の無線局と第２の無線局の相対移動速度を測定する。
【００２５】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態は，上記第１の実施の形態において，
第１の無線局における前記マルチ周波数シフト手段は，
第３の受信手段で受信した第３の波と第４の受信手段で受信した第４の波を入力して，周波数をシフトする第３の周波数シフト手段と，
第１の発振手段から得られた第１の波と第２の発振手段から得られた第２の波を入力して，周波数をシフトする第４の周波数シフト手段とを備え，
前記ドップラー周波数シフト測定手段は，
第３の周波数シフト手段出力と第４の周波数シフト手段出力を入力してドップラー周波数シフトを取り出すための周波数シフト抽出手段を備える。
【００２６】
〔第３の実施の形態〕
また，本発明の第３の実施の形態は，上記第１の実施の形態において，
第１の無線局における前記マルチ周波数シフト手段は，
第３の受信手段で受信した第３の波と第１の発振手段から得られた第１の波を入力して，周波数をシフトする第５の周波数シフト手段と，
第４の受信手段で受信した第４の波と第２の発振手段から得られた第２の波を入力して，周波数をシフトする第６の周波数シフト手段とを備え，
前記ドップラー周波数シフト測定手段は，
第５の周波数シフト手段出力と第６の周波数シフト手段出力を入力してドップラー周波数シフトを取り出すための周波数シフト抽出手段を備える。
【００２７】
〔第４の実施の形態〕
また，本発明の第４の実施の形態は，上記第１の実施の形態において，
第１の無線局における前記マルチ周波数シフト手段は，
第３の受信手段で受信した第３の波と第２の発振手段から得られた第２の波を入力して，周波数をシフトする第７の周波数シフト手段と，
第４の受信手段で受信した第４の波と第１の発振手段から得られた第１の波を入力して，周波数をシフトする第８の周波数シフト手段とを備え，
前記ドップラー周波数シフト測定手段は，
第７の周波数シフト手段出力と第８の周波数シフト手段出力を入力してドップラー周波数シフトを取り出すための周波数シフト抽出手段を備える。
【００２８】
〔第５の実施の形態〕
また，本発明の第５の実施の形態は，上記第１〜第４の実施の形態において，
第１の無線局の第１の送信手段と第２の送信手段とを共通に使用する第１の共通送信手段を設け，第１の波と第２の波を合成して，第１の共通送信手段によって送信する。
【００２９】
〔第６の実施の形態〕
また，本発明の第６の実施の形態は，上記第１〜第５の実施の形態において，
第２の無線局の第１の受信手段と第２の受信手段とを共通に使用する第１の共通受信手段を設け，第１の無線局から送信された第１の波と第２の波を第１の共通受信手段によって受信し，その出力を，分離して使用する。
【００３０】
〔第７の実施の形態〕
また，本発明の第７の実施の形態は，上記第１〜第６の実施の形態において，
第２の無線局の第３の送信手段と第４の送信手段とを共通に使用する第２の共通送信手段を設け，第３の波と第４の波を合成して，第２の共通送信手段によって送信する。
【００３１】
〔第８の実施の形態〕
また，本発明の第８の実施の形態は，上記第１〜第７の実施の形態において，
第１の無線局の第３の受信手段と第４の受信手段とを共通に使用する第２の共通受信手段を設け，第３の波と第４の波を第２の共通受信手段によって受信し，その出力を，分離して使用する。
【００３２】
以下，図面を参照しながら，お互いに移動している無線局１と無線局２について，電波のドップラー効果を測定することにより，無線局１と無線局２の相対移動速度を測定する本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３３】
図２は，本発明の実施例１を示す図である。無線局１と無線局２は相対移動速度Ｖｄで移動しているものとする。無線局１においては，周波数ｆ1 の波を発振する発振器３と周波数ｆ2 の波を発振する発振器４がある。それぞれの発振器出力は，発振器３の出力が，増幅器５とアンテナ６からなる第１の送信機より送信されて，発振器４の出力が，増幅器７とアンテナ８からなる第２の送信機より送信される。ここで，
・アンテナ６から送信される電波の周波数はｆ1 ，
・アンテナ８から送信される電波の周波数はｆ2 ，
である。
【００３４】
無線局２において，アンテナ６から送信された波は，アンテナ９，受信増幅器１０，帯域通過フィルタ１１からなる第１の受信機により受信され，他方，アンテナ８から送信された波は，アンテナ１２，受信増幅器１３，帯域通過フィルタ１４からなる第２の受信機により受信される。このとき，それぞれのアンテナで受信する波はドップラー効果の影響を受けてシフトしており，
・アンテナ９で受信した電波の周波数はｆ1 ＋ｆd1，
・アンテナ１２で受信した電波の周波数はｆ2 ＋ｆd2，
である。
【００３５】
ここで，ｆd1，ｆd2はドップラー効果によってシフトした周波数の値であり，電波の伝搬速度を光速ｃとすると，
ｆd1＝Ｖｄ×ｆ1 ／ｃ              …（１）
ｆd2＝Ｖｄ×ｆ2 ／ｃ              …（２）
である。
【００３６】
本発明の実施例では，発振器１５で周波数シフト用の波（周波数Δｆ）を発振させておき，それぞれ受信した波を周波数シフト手段１６及び１９によって周波数をシフトする。ここでは，説明を簡単にするために，始めに，ｆ1 ＞ｆ2 ＞Δｆ＞0 の場合について述べる。
【００３７】
周波数シフト手段１６は，ミキサー１７と低域通過フィルタ１８から構成され，帯域通過フィルタ１１の出力の周波数について，減算する方向（ＭＩＸ−ＤＯＷＮ：以下同様）にシフトする。すなわち，周波数シフト手段１６の出力の周波数は，
ｆ3 ＝ｆ1 ＋ｆd1−Δｆ      …（３）
である。
【００３８】
周波数シフト手段１９はミキサー２０と低域通過フィルタ２１から構成され，帯域通過フィルタ１４の出力の周波数について，減算する方向にシフトする。すなわち，周波数シフト手段１９の出力の周波数は，
ｆ4 ＝ｆ2 ＋ｆd2−Δｆ      …（４）
である。
【００３９】
周波数シフト手段１６の出力は増幅器２２，アンテナ２３からなる第３の送信機によって送信され，他方，周波数シフト手段１９の出力は増幅器２４，アンテナ２５からなる第４の送信機によって送信される。
【００４０】
ここで，
・アンテナ２３から送信される電波の周波数はｆ3 ＝ｆ1 ＋ｆd1−Δｆ    …（５）
・アンテナ２５から送信される電波の周波数はｆ4 ＝ｆ2 ＋ｆd2−Δｆ    …（６）
である。
【００４１】
無線局１においては，アンテナ２３から送信された波は，アンテナ２６，受信増幅器２７，帯域通過フィルタ２８からなる第３の受信機により受信され，他方，アンテナ２５から送信された波は，アンテナ２９，受信増幅器３０，帯域通過フィルタ３１からなる第４の受信機により受信される。
【００４２】
このとき，それぞれのアンテナで受信する波はドップラー効果の影響を受けてシフトしており，
・アンテナ２６で受信した電波の周波数はｆ3 ＋ｆd3，
・アンテナ２９で受信した電波の周波数はｆ4 ＋ｆd4，
である。
【００４３】
ここで，ｆd3，ｆd4はドップラー効果によってシフトした周波数の値であり，
ｆd3＝Ｖｄ×ｆ3 ／ｃ＝（ｆ1 ＋ｆd1−Δｆ）Ｖｄ／ｃ      …（７）
ｆd4＝Ｖｄ×ｆ4 ／ｃ＝（ｆ2 ＋ｆd2−Δｆ）Ｖｄ／ｃ      …（８）
である。
【００４４】
無線局１では，発振器３で発振した周波数ｆ1 の波と発振器４で発振した周波数ｆ2 の波と帯域通過フィルタ２８の出力の周波数ｆ3 ＋ｆd3の波と帯域通過フィルタ３１の出力の周波数ｆ4 ＋ｆd4の波をマルチ周波数シフト手段３２へ入力し，その結果を使って，無線局１と無線局２の相対移動速度を求める。
【００４５】
図２に示す実施例１の場合，マルチ周波数シフト手段３２は，２つの周波数シフト手段３３及び３４からなる。周波数シフト手段３３は，ミキサー３５と低域通過フィルタ３６からなり，帯域通過フィルタ２８の出力の周波数と帯域通過フィルタ３１の出力の周波数について，減算する方向にシフトする。
【００４６】
その結果，周波数シフト手段３３の出力の周波数は，
ｆ5 ＝（ｆ3 ＋ｆd3）−（ｆ4 ＋ｆd4）
＝（ｆ1 −ｆ2 ）＋（ｆ1 −ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃ      …（９）
となる。
【００４７】
周波数シフト手段３４は，ミキサー３７と低域通過フィルタ３８からなり，周波数ｆ1 の波と周波数ｆ2 の波の差の周波数の波，
ｆ6 ＝ｆ1 −ｆ2         …（１０）
を得る。
【００４８】
無線局間の相対移動速度の測定手段として，周波数シフト手段３９及び速度表示手段４２が使われる。まず，式（９）と式（１０）とを比べると，周波数ｆ5 と周波数ｆ6 の差をとるとドップラー効果による影響分だけが残ることが分かる。そこで，実施例１では，この影響分を取り出すために，周波数シフト手段３３の出力と周波数シフト手段３４の出力を周波数シフト手段３９へ入力している。
【００４９】
周波数シフト手段３９は，ミキサー４０と低域通過フィルタ４１からなり，周波数ｆ5 の波と周波数ｆ6 の波の差の周波数の波，
ｆ7 ＝ｆ5 −ｆ6 
＝（ｆ1 −ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃ      …（１１）
を得る。ここでは，ドップラー周波数シフト抽出手段として，周波数シフト手段３９によって，ｆ5 とｆ6 の差の周波数を求めたが，例えば，周波数カウンターを使って，それぞれｆ5 の周波数とｆ6 の周波数を求めて，演算手段によって，これらの差の周波数を求めても良い。他の実施例でも同様である。
【００５０】
速度表示手段４２によって，周波数シフト手段３９の出力の周波数を求めて，ｆ7 ×ｃ／｛２（ｆ1 −ｆ2 ）｝なる演算を行い，表示することにより，次の測定結果を得る。
・相対移動速度の測定結果＝Ｖｄ｛１＋Ｖｄ／（２ｃ）｝≒Ｖｄ    …（１２）
図２の本発明の実施例１では，周波数シフト手段１６，１９，３３，３４の周波数に関してシフトする極性は，いずれも減算する方向（ＭＩＸ−ＤＯＷＮ）にシフトしたが，それぞれの周波数シフト手段でシフトする極性について，それ以外に複数の組み合わせが可能である。  
【００５１】
ｆ1 ＞ｆ2 ＞Δｆ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表１に示す。「加算」は周波数の絶対値が大きくなる方向（ＭＩＸ−ＵＰ）にシフトする意味であり，減算は周波数の絶対値が減少する方向（ＭＩＸ−ＤＯＷＮ）にシフトする意味である。
【００５２】
【表１】
2006053054.tif 000003
【００５３】
ｆ1 ＞Δｆ＞ｆ2 ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表２に示す。
【００５４】
【表２】
2006053054.tif 000004
【００５５】
Δｆ＞ｆ1 ＞ｆ2 ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表３に示す。
【００５６】
【表３】
2006053054.tif 000005
【００５７】
表１〜３を見ると，ｆ7 の周波数は，（ｆ1 ＋ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃになる場合と，（ｆ1 −ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃになる場合とがある。相対移動速度を求めるには，前者の場合，ｆ7 にｃ／｛２（ｆ1 ＋ｆ2 ）｝をかけ，後者の場合，ｆ7 にｃ／｛２（ｆ1 −ｆ2 ）｝をかける。いずれも，Ｖｄ／ｃを十分小さい値と見て無視すれば，その演算結果は実用上Ｖｄと等しくなることが分かる。
【実施例２】
【００５８】
図３は，この発明の実施例２を示す図である。図２と図３の差異は，図２のマルチ周波数シフト手段３２において，第１の波と第２の波（送信波どうし）をミキシングして得た波と，第３の波と第４の波（受信波どうし）をミキシングして得た波を比べてドップラー効果の影響を求めたが，図３ではマルチ周波数シフト手段４３において，第１の波と第３の波（送信波と受信波）をミキシングして得た波と，第２の波と第４の波（もう一方の送信波と受信波）をミキシングして得た波を比べてドップラー効果の影響を測定する。
【００５９】
図３の無線局１においても，図２の場合と同様に，アンテナ６及びアンテナ８から送信される波の周波数は，それぞれｆ1 及びｆ2 である。
【００６０】
図３の無線局２においては，それぞれの波がドップラー効果の影響を受けて受信され，図２の場合と同様に，
・アンテナ９で受信した電波の周波数はｆ1 ＋ｆd1，
・アンテナ１２で受信した電波の周波数はｆ2 ＋ｆd2，
である。ｆd1とｆd2は，それぞれ，式（１）及び式（２）で与えられる。
【００６１】
この場合も，説明を簡単にするために，始めは，ｆ1 ＞ｆ2 ＞Δｆ＞０の場合について述べる。図３に示す本発明の実施例２においても，無線局２は図２の実施例１の場合と全く同様に，２つの周波数ｆ1 ＋ｆd1とｆ2 ＋ｆd2とは，Δｆだけ減算する方向にシフトして，
・アンテナ２３から送信される電波の周波数はｆ3 ＝ｆ1 ＋ｆd1−Δｆ  …（１３）
・アンテナ２５から送信される電波の周波数はｆ4 ＝ｆ2 ＋ｆd2−Δｆ  …（１４）
である。
【００６２】
このとき，無線局１のそれぞれのアンテナ２６及び２９で受信する波はドップラー効果の影響を受けてシフトしており，
・アンテナ２６で受信した電波の周波数はｆ3 ＋ｆd3，
・アンテナ２９で受信した電波の周波数はｆ4 ＋ｆd4，
である。
【００６３】
ここで，ｆd3，ｆd4はドップラー効果によってシフトした周波数の値であり，
ｆd3＝Ｖｄ×ｆ3 ／ｃ＝（ｆ1 ＋ｆd1−Δｆ）Ｖｄ／ｃ      …（１５）
ｆd4＝Ｖｄ×ｆ4 ／ｃ＝（ｆ2 ＋ｆd2−Δｆ）Ｖｄ／ｃ      …（１６）
である。  
【００６４】
無線局１では，発振器３で発振した周波数ｆ1 の波と発振器４で発振した周波数ｆ2 の波と帯域通過フィルタ２８の出力の周波数ｆ3 ＋ｆd3の波と帯域通過フィルタ３１の出力の周波数ｆ4 ＋ｆd4の波をマルチ周波数シフト手段４３へ入力し，その結果を使って，無線局１と無線局２の相対移動速度を求める。
【００６５】
図３に示す実施例２の場合，マルチ周波数シフト手段４３は，２つの周波数シフト手段４４及び４５からなる。周波数シフト手段４４は，ミキサー４６と低域通過フィルタ４７からなり，帯域通過フィルタ２８の出力の周波数と発振器３の出力の周波数ｆ1 について，減算する方向にシフトする。その結果，周波数シフト手段４４の出力の周波数は，
ｆ8 ＝ｆ1 −（ｆ3 ＋ｆd3）        …（１７）
となる。
【００６６】
周波数シフト手段４５は，ミキサー４８と低域通過フィルタ４９からなり，帯域通過フィルタ３１の出力の周波数と発振器４の出力の周波数ｆ2 について，減算する方向にシフトする。その結果，周波数シフト手段４５の出力の周波数は，
ｆ9 ＝ｆ2 −（ｆ4 ＋ｆd4）        …（１８）
となる。
【００６７】
実施例２では，無線局間の相対移動速度の測定手段として，周波数シフト手段３９及び速度表示手段４２が使われる。周波数シフト手段３９では，周波数シフト手段４４の出力と周波数シフト手段４５の出力を入力して，ｆ8 とｆ9 の差を求めて，ドップラー効果の影響分を取り出している。
【００６８】
ｆ10＝ｆ9 −ｆ8 
＝（ｆ1 −ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃ    …（１９）
を得る。
【００６９】
以下，実施例１の場合と同様に，速度表示手段４２によって，周波数シフト手段３９の出力の周波数を求めて，ｆ10×ｃ／｛２（ｆ1 −ｆ2 ）｝なる演算を行い，表示することにより，次の測定結果を得る。
・相対移動速度の測定結果＝Ｖｄ｛１＋Ｖｄ／（２ｃ）｝≒Ｖｄ        …（２０）
図３の本発明の実施例２では，周波数シフト手段１６，１９，４４，４５の周波数に関してシフトする極性は，いずれも減算する方向（ＭＩＸ−ＤＯＷＮ）にシフトしたが，それぞれの周波数シフト手段でシフトする極性について，それ以外に複数の組み合わせが可能である。
【００７０】
ｆ1 ＞ｆ2 ＞Δｆ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表４に示す。「加算」は周波数の絶対値が大きくなる方向（ＭＩＸ−ＵＰ）にシフトする意味であり，減算は周波数の絶対値が減少する方向（ＭＩＸ−ＤＯＷＮ）にシフトする意味である。
【００７１】
【表４】
2006053054.tif 000006
【００７２】
ｆ1 ＞Δｆ＞ｆ2 ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表５に示す。
【００７３】
【表５】
2006053054.tif 000007
【００７４】
Δｆ＞ｆ1 ＞ｆ2 ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表６に示す。
【００７５】
【表６】
2006053054.tif 000008
【００７６】
表４〜６を見ると，実施例１と同様に，ｆ10の周波数は，（ｆ1 ＋ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃになる場合と，（ｆ1 −ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃになる場合とがある。相対移動速度を求めるには，前者の場合，ｆ10にｃ／｛２（ｆ1 ＋ｆ2 ）｝をかけ，後者の場合，ｆ10にｃ／｛２（ｆ1 −ｆ2 ）｝をかける。いずれも，Ｖｄ／ｃを十分小さい値と見て無視すれば，その演算結果は実用上Ｖｄと等しくなることが分かる。
【実施例３】
【００７７】
図４は，この発明の実施例３を示す図である。図３の場合と同様に，無線局２の帯域通過フィルタ１１と１４の出力の周波数は，ｆ1 ＋ｆd1とｆ2 ＋ｆd2（ｆd1とｆd2は，それぞれ式（１）及び式（２）で与えられる。）であるが，周波数シフト手段５０及び５３において，２つの周波数ｆ1 ＋ｆd1及びｆ2 ＋ｆd2はΔｆだけ加算する方向にシフトされる。
【００７８】
周波数シフト手段５０はミキサー５１と高域通過フィルタ５２から構成され，帯域通過フィルタ１１の出力の周波数とΔｆを加算する方向にシフトする。周波数シフト手段５３はミキサー５４と高域通過フィルタ５５から構成され，帯域通過フィルタ１４の出力の周波数とΔｆについて，加算する方向にシフトする。その結果，
・アンテナ２３から送信される電波の周波数はｆ3 ＝ｆ1 ＋ｆd1＋Δｆ  …（２１）
・アンテナ２５から送信される電波の周波数はｆ4 ＝ｆ2 ＋ｆd2＋Δｆ  …（２２）
である。
【００７９】
このとき，無線局１のそれぞれのアンテナ２６及び２９で受信する波はドップラー効果の影響を受けてシフトしており，
・アンテナ２６で受信した電波の周波数はｆ3 ＋ｆd3，
・アンテナ２９で受信した電波の周波数はｆ4 ＋ｆd4，
である。
【００８０】
ここで，ｆd3，ｆd4はドップラー効果によってシフトした周波数の値であり，
ｆd3＝Ｖｄ×ｆ3 ／ｃ＝（ｆ1 ＋ｆd1＋Δｆ）Ｖｄ／ｃ      …（２３）
ｆd4＝Ｖｄ×ｆ4 ／ｃ＝（ｆ2 ＋ｆd2＋Δｆ）Ｖｄ／ｃ      …（２４）
である。
【００８１】
無線局１では，発振器３で発振した周波数ｆ1 の波と発振器４で発振した周波数ｆ2 の波と帯域通過フィルタ２８の出力の周波数ｆ3 ＋ｆd3の波と帯域通過フィルタ３１の出力の周波数ｆ4 ＋ｆd4の波をマルチ周波数シフト手段５６へ入力し，その結果を使って，無線局１と無線局２の相対移動速度を求める。
【００８２】
図４に示す実施例３の場合，マルチ周波数シフト手段５６は，２つの周波数シフト手段５７及び５８からなる。周波数シフト手段５７は，ミキサー５９と高域通過フィルタ６０からなり，帯域通過フィルタ２８の出力の周波数と発振器４の出力の周波数ｆ2 について，加算する方向にシフトする。その結果，周波数シフト手段５７の出力の周波数は，
ｆ11＝ｆ2 ＋（ｆ3 ＋ｆd3）          …（２５）
となる。
【００８３】
周波数シフト手段５８は，ミキサー６１と高域通過フィルタ６２からなり，帯域通過フィルタ３１の出力の周波数と発振器３の出力の周波数ｆ1 について，加算する方向にシフトする。その結果，周波数シフト手段５８の出力の周波数は，
ｆ12＝ｆ1 ＋（ｆ4 ＋ｆd4）      …（２６）
となる。
【００８４】
実施例３でも，無線局間の相対移動速度の測定手段として，周波数シフト手段３９及び速度表示手段４２が使われる。周波数シフト手段３９では，周波数シフト手段５７の出力と周波数シフト手段５８の出力を入力して，ｆ11とｆ12の差を求めて，ドップラー効果の影響分を取り出している。周波数ｆ11の波と周波数ｆ12の波の差の周波数の波は，
ｆ13＝ｆ11−ｆ12 
＝（ｆ1 −ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃ    …（２７）
を得る。
【００８５】
以下，実施例２の場合と同様に，速度表示手段４２によって，周波数シフト手段３９の出力の周波数を求めて，ｆ13×ｃ／｛２（ｆ1 −ｆ2 ）｝なる演算を行い，表示することにより，次の測定結果を得る。
・相対移動速度の測定結果＝Ｖｄ｛１＋Ｖｄ／（２ｃ）｝≒Ｖｄ      …（２０）
図４の本発明の実施例３では，周波数シフト手段５０，５３，５７，５８の周波数に関してシフトする極性は，いずれも加算する方向（ＭＩＸ−ＵＰ）にシフトしたが，それぞれの周波数シフト手段でシフトする極性について，それ以外に複数の組み合わせが可能である。
【００８６】
ｆ1 ＞ｆ2 ＞Δｆ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表７に示す。「加算」は周波数の絶対値が大きくなる方向（ＭＩＸ−ＵＰ）にシフトする意味であり，減算は周波数の絶対値が減少する方向（ＭＩＸ−ＤＯＷＮ）にシフトする意味である。
【００８７】
【表７】
2006053054.tif 000009
【００８８】
ｆ1 ＞Δｆ＞ｆ2 ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表８に示す。
【００８９】
【表８】
2006053054.tif 000010
【００９０】
Δｆ＞ｆ1 ＞ｆ2 ＞０の場合について，周波数シフト手段３９の出力の周波数とそれぞれの周波数シフト手段の極性の関係例を表９に示す。
【００９１】
【表９】
2006053054.tif 000011
【００９２】
表７〜９を見ると，実施例１，実施例２と同様に，ｆ13の周波数は，（ｆ1 ＋ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃになる場合と，（ｆ1 −ｆ2 ）（２＋Ｖｄ／ｃ）Ｖｄ／ｃになる場合とがある。相対移動速度を求めるには，前者の場合，ｆ13にｃ／｛２（ｆ1 ＋ｆ2 ）｝をかけ，後者の場合，ｆ13にｃ／｛２（ｆ1 −ｆ2 ）｝をかける。いずれも，Ｖｄ／ｃを十分小さい値と見て無視すれば，その演算結果は実用上Ｖｄと等しくなることが分かる。
【実施例４】
【００９３】
図５は，本発明の実施例４である。この実施例では，図２の第１の送信機と第２の送信機に相当する増幅器５，アンテナ６と増幅器７，アンテナ８を，図５の加算器６３，及び増幅器６４とアンテナ６５からなる第１の共通送信手段で構成して，図２の第１の受信機と第２の受信機に相当するアンテナ９，受信増幅器１０，帯域通過フィルタ１１とアンテナ１２，受信増幅器１３，帯域通過フィルタ１４を，アンテナ６６，受信増幅器６７，帯域通過フィルタ１１，１４からなる第１の共通受信手段で構成している。
【００９４】
さらに，図２の第３の送信機と第４の送信機に相当する増幅器２２，アンテナ２３と増幅器２４，アンテナ２５を，図５の加算器６８，及び増幅器６９とアンテナ７０からなる第２の共通送信手段で構成しており，図２の第３の受信機と第４の受信機に相当するアンテナ２６，受信増幅器２７，帯域通過フィルタ２８とアンテナ２９，受信増幅器３０，帯域通過フィルタ３１を，図５のアンテナ７１，受信増幅器７２，帯域通過フィルタ２８，３１からなる第２の共通受信手段で構成している。
【００９５】
本発明の実施例１〜実施例３では，周波数ｆ1 とｆ2 が非常に離れている場合にそれぞれ，周波数毎に専用の増幅器を用いた例であるが，お互いの周波数ｆ1 とｆ2 が近いときには，増幅器を共通に使用可能であり，経済的である。また，増幅器を共通化した場合，増幅器による遅延時間のバラツキが，別々に構成される場合に比べて，軽減されるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の概要を説明する図である。
【図２】本発明の実施例１を示す図である。
【図３】本発明の実施例２を示す図である。
【図４】本発明の実施例３を示す図である。
【図５】本発明の実施例４を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１，２  無線局
３，４，１５  発振器
５，７，２２，２４，６４，６９  増幅器
６，８，９，１２，２３，２５，２６，２９，６５，６６，７０，７１  アンテナ
１０，１３，２７，３０，６７，７２  受信増幅器
１１，１４，２８，３１  帯域通過フィルタ
１６，１９，３３，３４，３９，４４，４５，５０，５３，５７，５８，１０５，
２０２  周波数シフト手段
１７，２０，３５，３７，４０，４６，４８，５１，５４，５９，６１  ミキサー
１８，２１，３６，３８，４１，４７，４９  低域通過フィルタ
５２，５５，６０，６２  高域通過フィルタ
３２，４３，５６  マルチ周波数シフト手段
４２  速度表示手段
６３，６８  加算器
１０１  第１の発振手段
１０２  第２の発振手段
１０３，２０３  送信手段
１０４，２０１  受信手段
１０６  測定手段
【図１】
2006053054.tif 000012
【図２】
2006053054.tif 000013
【図３】
2006053054.tif 000014
【図４】
2006053054.tif 000015
【図５】
2006053054.tif 000016