(57)【要約】【課題】近距離の測定対象物を低コスト、高精度、かつ高速にセンシングすることができるようにする。【解決手段】本発明のセンサ装置は、第１の周波数帯域の送信信号を送受信装置から測定対象物に向けて間欠的に送信させる制御部と、測定対象物からの第１の周波数帯域の反射波に基づいて生成された第１の周波数帯域よりも周波数の低い第２の周波数帯域の受信信号が送受信装置を介して入力され、第２の周波数帯域の受信信号からノイズ成分の低減された特定周波数帯域の信号を抽出するフィルタ部と、特定周波数帯域の信号を、第２の周波数帯域よりも周波数の高い第３の周波数帯域の信号に変換する周波数変換部と、送信信号がオフされている期間に検出される第３の周波数帯域の信号の波数に基づいて、測定対象物までの距離を算出する距離算出部とを備える。【選択図】図１
2018004318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数帯域の送信信号を送受信装置から測定対象物に向けて間欠的に送信させる制御部と、
前記測定対象物からの前記第１の周波数帯域の反射波に基づいて生成された前記第１の周波数帯域よりも周波数の低い第２の周波数帯域の受信信号が前記送受信装置を介して入力され、前記第２の周波数帯域の前記受信信号からノイズ成分の低減された特定周波数帯域の信号を抽出するフィルタと、
前記特定周波数帯域の信号を、前記第２の周波数帯域よりも周波数の高い第３の周波数帯域の信号に変換する周波数変換部と、
前記送信信号がオフされている期間に検出される前記第３の周波数帯域の信号の波数に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備える
センサ装置。
【請求項２】
前記距離算出部は、前記送信信号がオフされてから、信号レベルのピーク値が所定のしきい値を超える前記第３の周波数帯域の信号の波数を検出する
請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記特定周波数帯域の信号の時間的な信号レベルの変化に基づいて、動き変化を含む前記測定対象物の状態変化を検出する状態検出部
をさらに備える
請求項１または２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記送受信装置は、ベースバンド信号をＩＦ信号に変換した後、ＲＦ信号に変換して前記送信信号として送信するようになされ、
前記制御部は、前記ベースバンド信号、前記ＩＦ信号、および前記ＲＦ信号のうち、いずれか１つのオン期間とオフ期間とを制御することで、前記送信信号を間欠動作させる
請求項１ないし３のいずれか１つに記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記第１の周波数帯域は、ミリ波の周波数帯域である
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のセンサ装置。
【請求項６】
前記第２の周波数帯域、および前記第３の周波数帯域は、ミリ波よりも低い周波数帯域である
請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記フィルタは、複素バンドパスフィルタである
請求項１ないし６のいずれか１つに記載のセンサ装置。
【請求項８】
送信部および受信部を有する送受信装置と、
センサ装置と
を含み、
前記センサ装置は、
第１の周波数帯域の送信信号を前記送受信装置から測定対象物に向けて間欠的に送信させる制御部と、
前記測定対象物からの前記第１の周波数帯域の反射波に基づいて生成された前記第１の周波数帯域よりも周波数の低い第２の周波数帯域の受信信号が前記送受信装置を介して入力され、前記第２の周波数帯域の前記受信信号からノイズ成分の低減された特定周波数帯域の信号を抽出するフィルタと、
前記特定周波数帯域の信号を、前記第２の周波数帯域よりも周波数の高い第３の周波数帯域の信号に変換する周波数変換部と、
前記送信信号がオフされている期間に検出される前記第３の周波数帯域の信号の波数に基づいて、前記測定対象物までの距離を算出する距離算出部と
を備える
通信システム。
【請求項９】
少なくとも、前記送受信装置の前記送信部および前記受信部と、前記センサ装置とが１チップ化されている
請求項８に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ（無線周波数）信号によるセンサ装置、および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、波長が１ｍｍ〜１０ｍｍ程度、周波数にして３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ程度の電波はミリ波と呼ばれている。このミリ波帯のＲＦ信号を測定対象物に照射し、その反射波を受信して各種の情報を取得するセンサ装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／１２０８２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなミリ波帯のＲＦ信号を用いて、近距離の測定対象物を低コスト、高精度、かつ高速にセンシング可能にする技術の開発が望まれている。
【０００５】
近距離の測定対象物を低コスト、高精度、および高速にセンシングすることができるようにしたセンサ装置、および通信システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施の形態に係るセンサ装置は、第１の周波数帯域の送信信号を送受信装置から測定対象物に向けて間欠的に送信させる制御部と、測定対象物からの第１の周波数帯域の反射波に基づいて生成された第１の周波数帯域よりも周波数の低い第２の周波数帯域の受信信号が送受信装置を介して入力され、第２の周波数帯域の受信信号からノイズ成分の低減された特定周波数帯域の信号を抽出するフィルタと、特定周波数帯域の信号を、第２の周波数帯域よりも周波数の高い第３の周波数帯域の信号に変換する周波数変換部と、送信信号がオフされている期間に検出される第３の周波数帯域の信号の波数に基づいて、測定対象物までの距離を算出する距離算出部とを備えたものである。
【０００７】
本発明の一実施の形態に係る通信システムは、送信部および受信部を有する送受信装置と、センサ装置とを含み、センサ装置が、第１の周波数帯域の送信信号を送受信装置から測定対象物に向けて間欠的に送信させる制御部と、測定対象物からの第１の周波数帯域の反射波に基づいて生成された第１の周波数帯域よりも周波数の低い第２の周波数帯域の受信信号が送受信装置を介して入力され、第２の周波数帯域の受信信号からノイズ成分の低減された特定周波数帯域の信号を抽出するフィルタと、特定周波数帯域の信号を、第２の周波数帯域よりも周波数の高い第３の周波数帯域の信号に変換する周波数変換部と、送信信号がオフされている期間に検出される第３の周波数帯域の信号の波数に基づいて、測定対象物までの距離を算出する距離算出部とを備えたものである。
【０００８】
本発明の一実施の形態に係るセンサ装置、または通信システムでは、送受信装置から測定対象物に向けて第１の周波数帯域の送信信号が間欠的に送信されると共に、測定対象物からの反射波に基づいて生成された第２の周波数帯域の受信信号が送受信装置を介してフィルタに入力され、特定周波数帯域の信号が抽出される。特定周波数帯域の信号は、第２の周波数帯域よりも周波数の高い第３の周波数帯域の信号に変換される。送信信号がオフされている期間に検出される第３の周波数帯域の信号の波数に基づいて、測定対象物までの距離が算出される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施の形態に係るセンサ装置、または通信システムによれば、測定対象物に向けて間欠的に送信信号を送信し、その反射波に基づいて生成された受信信号を適切にフィルタ処理および周波数変換処理した後の信号の波数に基づいて、測定対象物までの距離を算出するようにしたので、近距離の測定対象物を低コスト、高精度、および高速にセンシングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るセンサ装置を含む通信システムの概要を示すブロック図である。
【図２】一実施の形態に係るセンサ装置を含む通信システムの回路構成の一例を示すブロック図である。
【図３】一実施の形態に係るセンサ装置を含む通信システムで使用する周波数帯の一例を示す説明図である。
【図４】一実施の形態に係るセンサ装置による距離の算出の原理を示す説明図である。
【図５】一実施の形態に係るセンサ装置による距離の算出の原理を示す説明図である。
【図６】一実施の形態に係るセンサ装置による動き検出の原理を示す説明図である。
【図７】一実施の形態に係るセンサ装置による動き検出の原理を示す説明図である。
【図８】一実施の形態に係るセンサ装置を含む通信システムの適用例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．比較例
１．センサ装置を含む通信システム
１．１  構成（図１、図２）
１．２  動作（図３〜図７）
１．３  効果
２．適用例（図８）
【００１２】
＜０．比較例＞
例えば医療や介護、福祉の分野では、ミリ波帯のＲＦ信号を用いて、人体のセンシングを可能にする技術の開発が望まれている。一般に、ミリ波を利用したセンサ装置はコストが掛かり、既存品では、外付け部品数も多い。このため、低コスト化されたセンサ装置の開発が望まれている。
【００１３】
障害物センサとして、インパルス波で物体を検出する自動車用７９ＧＨｚミリ波センサや超音波センサなどが実用化され普及している。しかしながら、このような障害物センサは、価格が高く、短距離用に適したものが少ない。また、インパルス波は高エネルギーで医療や介護の分野に利用するには不向きである。
【００１４】
医療や介護の分野で利用されるセンサ装置は、測定対象物が人体であり、比較的、測定対象物の動きが遅く、近距離での利用が想定される。そこで、主として測定対象物が人体であることを想定し、ＩＱ変調で生成するミリ波の反射波が高品質であるということに基づき、その反射波に基づいて、測定対象物の距離等を高精度かつ高速に検出することが可能なセンサ装置の開発が望まれる。また、センサ装置は、量産性の良いＣＭＯＳ（Complementary MOS）プロセスで製造し、低コスト化を図ることが望まれる。
【００１５】
＜１．センサ装置を含む通信システム＞
［１．１  構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係るセンサ装置３を含む通信システム１の概要を示している。図２は、センサ装置３を含む通信システム１の回路構成の一例を示している。
【００１６】
本実施の形態に係る通信システム１は、送受信装置２と、センサ装置３とを含んでいる。
【００１７】
センサ装置３は、複素ＢＰＦ（複素バンドパスフィルタ）３１と、周波数変換部３２と、距離算出部３３と、状態検出部３４と、センサ結果出力部３５と、センサ用信号源３６と、センサ制御部３７とを備えている。
【００１８】
（送受信装置２の構成例）
送受信装置２は、送信部４と、受信部５とを有している。
【００１９】
送受信装置２は、図２に示したように、アンテナ２１と、局部発振器２２と、ＰＬＬ回路(Phase Locked Loop：位相同期回路)２３と、周波数逓倍回路２４と、アンプ回路２５と、アンプ回路２６とをさらに有していてもよい。
【００２０】
通信システム１において、少なくとも、送受信装置２の送信部４および受信部５と、センサ装置３とが１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップとして、１チップ化されていてもよい。送受信装置２およびセンサ装置３の主要な回路はＣＭＯＳによって構成されていてもよい。これにより、通信システム１の低コスト化を図ることができる。
【００２１】
送信部４には、センサ装置３のセンサ用信号源３６から、送信Ｉ信号ＴＸ−Ｉおよび送信Ｑ信号ＴＸ−Ｑを含む送信ベースバンド（ＢＢ）信号が入力される。送信部４は、図２に示したように、アンテナ２１を介して送信信号６１を人体等の測定対象物（ターゲット）６に向けて送信する。
【００２２】
送信部４は、図２に示したように、ＰＡ（パワーアンプ）４１と、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）４２と、ミキサ回路４３と、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）４４と、可変アンプ４５と、変調部４６と、アンプ回路４７Ｉと、アンプ回路４７Ｑとを有していてもよい。
【００２３】
アンプ回路４７Ｉには、送信Ｉ信号ＴＸ−Ｉが入力される。アンプ回路４７Ｑには、送信Ｑ信号ＴＸ−Ｑが入力される。
【００２４】
変調部４６は、アンプ回路４７Ｉおよびアンプ回路４７Ｑを介して入力された送信Ｉ信号ＴＸ−Ｉおよび送信Ｑ信号ＴＸ−Ｑを含む送信ベースバンド信号を、局部発振器２２からの局部発振信号と混合することで、ＩＦ（中間周波数）信号を生成して出力する。
【００２５】
変調部４６は、ミキサ回路４６Ｉと、ミキサ回路４６Ｑとを有していてもよい。ミキサ回路４６Ｉには、送信Ｉ信号ＴＸ−Ｉと局部発振信号とが入力される。ミキサ回路４６Ｑには、送信Ｑ信号ＴＸ−Ｑと局部発振信号とが入力される。
【００２６】
ミキサ回路４３には、可変アンプ４５とＢＰＦ４４とを介して変調部４６からのＩＦ信号が入力される。また、ミキサ回路４３には、周波数逓倍回路２４によって局部発振器２２からの局部発振信号を例えば４倍に周波数変換した信号が、アンプ回路２６を介して入力される。ミキサ回路４３は、その４倍に周波数変換した信号とＩＦ信号とを混合することによって周波数変換（アップコンバート）されたＲＦ信号を出力する。
【００２７】
ミキサ回路４３から出力されたＲＦ信号は、ＨＰＦ４２とＰＡ４１とを介して送信信号６１としてアンテナ２１に出力される。
【００２８】
受信部５は、図２に示したように、アンテナ２１を介して測定対象物６からの反射波６２をＲＦ信号として受信する。受信部５は、反射波６２に基づいて生成した受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉおよび受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑを含む受信信号を、センサ装置３に出力する。
【００２９】
受信部５は、図２に示したように、ＬＮＡ（ローノイズアンプ）５１と、ＨＰＦ５２と、ミキサ回路５３と、ＢＰＦ５４と、可変アンプ５５と、復調部５６と、アンプ回路５７Ｉと、アンプ回路５７Ｑとを有していてもよい。
【００３０】
ミキサ回路５３には、ＬＮＡ５１およびＨＰＦ５２を介して反射波６２としてのＲＦ信号が入力される。また、ミキサ回路５３には、周波数逓倍回路２４によって局部発振器２２からの局部発振信号を例えば４倍に周波数変換した信号が、アンプ回路２５を介して入力される。ミキサ回路５３は、その４倍に周波数変換した信号とＲＦ信号とを混合することによって周波数変換（ダウンコンバート）されたＩＦ信号を出力する。
【００３１】
復調部５６は、ＢＰＦ５４および可変アンプ５５を介して入力されたＩＦ信号を、局部発振器２２からの局部発振信号と混合して復調し、受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉおよび受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑを含む受信信号を生成して出力する。復調部５６で生成された受信信号は、アンプ回路５７Ｉおよびアンプ回路５７Ｑを介してセンサ装置３の複素ＢＰＦ３１に出力される。
【００３２】
復調部５６は、受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉを生成して出力するミキサ回路５６Ｉと、受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑを生成して出力するミキサ回路５６Ｑとを有していてもよい。
【００３３】
（センサ装置３の構成例）
センサ装置３には、受信部５を介して受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉおよび受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑを含む受信信号が入力される。複素ＢＰＦ３１は、受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉおよび受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑを含む受信信号から、ノイズ成分の低減された特定周波数帯域の信号を抽出する。
【００３４】
周波数変換部３２は、イメージリジェクションミキサであってもよい。周波数変換部３２は、図２に示したように、Ｉ信号が入力されるミキサ回路３２Ｉと、Ｑ信号が入力されるミキサ回路３２Ｑとを有していてもよい。周波数変換部３２は、複素ＢＰＦ３１から出力された特定周波数帯域の信号をアップコンバートした信号に変換する。
【００３５】
センサ用信号源３６は、図２に示したようにスイッチＳＷ１を有していてもよい。
【００３６】
センサ制御部３７は、送信信号を送受信装置から測定対象物６に向けて間欠的に送信させる機能を有している。上記したように、送信部４は、送信Ｉ信号ＴＸ−Ｉおよび送信Ｑ信号ＴＸ−Ｑを含む送信ベースバンド信号を、ＩＦ信号に変換した後、ＲＦ信号に変換して送信信号として送信する。センサ制御部３７は、送信ベースバンド信号、ＩＦ信号、およびＲＦ信号のうち、いずれか１つのオン期間とオフ期間とを制御することで、送信信号を間欠動作させる機能を有している。
【００３７】
センサ制御部３７は、送信信号を間欠動作させるためのＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力する。図２では、センサ制御部３７が、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号をセンサ用信号源３６のスイッチＳＷ１に出力することで、送信ベースバンド信号のオン期間とオフ期間とを制御し、送信信号を間欠動作させる例を示している。
【００３８】
距離算出部３３は、波数カウンタ３８を有している。距離算出部３３は、送信信号がオフされている期間に検出される信号の波数に基づいて、測定対象物６までの距離を算出する。
【００３９】
状態検出部３４は、信号レベル検出回路３９を有している。状態検出部３４は、複素ＢＰＦ３１から出力された特定周波数帯域の信号の時間的な信号レベル（ＲＳＳＩ）の変化に基づいて、動き変化を含む測定対象物６の状態変化を検出する機能を有している。
【００４０】
センサ結果出力部３５は、距離算出部３３によって算出された距離情報と、状態検出部３４によって算出された状態変化の情報とを、例えば図示しない表示装置に出力する。また、センサ結果出力部３５は、距離情報と状態変化の情報とを通信装置を介してネットワーク上の外部機器等に出力してもよい。
【００４１】
［１．２  動作］
図３は、通信システム１で使用する周波数帯の一例を示している。
テレビ、携帯、無線ＬＡＮ（Local Area Network）と同等の周波数帯がデータ伝送用として、６０ＧＨｚ帯域に４チャンネル割り当てられている。センサ制御部３７は、送信部４によって、第１の周波数帯域の送信信号を測定対象物６に向けて間欠的に送信させる。ここで、第１の周波数帯域は、特定小電力無線局に割り当てられたミリ波の周波数帯域、例えば６０ＧＨｚ帯域であることが望ましい。第１の周波数帯域は、例えば６０．５ＧＨｚであってもよい。
【００４２】
センサ装置３には、測定対象物６からの第１の周波数帯域の反射波６２に基づいて生成された第１の周波数帯域よりも周波数の低い第２の周波数帯域の受信信号が受信部５を介して入力される。受信部５が出力する第２の周波数帯域は、ミリ波よりも低い周波数帯域、例えば０〜１ＧＨｚの帯域であってもよい。
【００４３】
複素ＢＰＦ３１は、受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉおよび受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑを含む受信信号から、ノイズ成分の低減された特定周波数帯域の信号を抽出する。特定周波数帯域は、例えば１〜５０ＭＨｚ程度であってもよい。
【００４４】
ミリ波高速データ伝送の規格から、受信部５の出力帯域は０〜１ＧＨｚ（１０００ＭＨｚ）と広く、その広帯域分だけ、ｋＴＢ熱雑音が大きく、そのデータ通信状態のままでは、Ｃ／Ｎ（キャリヤ／ノイズ）が低く、確実な検出にはＣ／Ｎを向上させることが望ましい。例えば、Ｃ／Ｎアップのノイズ低減ターゲットとして、ノイズ量を１／１０００とすることが望ましい。その実現方法として、出力帯域０〜１ＧＨｚの下限に近い周波数で複素ＢＰＦ３１による帯域制限を行い、その出力を周波数変換部３２で３ＧＨｚ等に周波数変換する。この構成で複素ＢＰＦ３１の特定周波数帯域を１ＭＨｚとすると、ノイズは理論的に１／１０００となる。また、周波数変換部３２で周波数変換した後の波数カウンタ３８が動作するＣ／Ｎが確保される。その信号ダイナミックレンジは７０ｄＢ以上となる。
【００４５】
周波数変換部３２は、複素ＢＰＦ３１から出力された特定周波数帯域の信号を、第２の周波数帯域よりも周波数の高い第３の周波数帯域にアップコンバートした信号に変換する。ここで、第３の周波数帯域は、ミリ波よりも低い周波数帯域であってもよい。第３の周波数帯域は、ＣＭＯＳの波数カウンタ３８が動作する周波数、例えば、２ＧＨｚ〜４ＧＨｚ帯であることが望ましい。第３の周波数帯域は、例えば略３ＧＨｚ程度であってもよい。
【００４６】
距離算出部３３は、送信信号がオフされている期間に検出される第３の周波数帯域の信号の波数を波数カウンタ３８によってカウントし、そのカウントした結果に基づいて、測定対象物６までの距離を算出する。
【００４７】
状態検出部３４は、複素ＢＰＦ３１から出力された特定周波数帯域の信号の時間的な信号レベルの変化に基づいて、動き変化を含む測定対象物６の状態変化を検出する。
【００４８】
（距離の算出の具体例）
図４および図５は、センサ装置３による距離の算出の原理を示している。
【００４９】
図４は、測定対象物６（ターゲット）から反射してくる６０ＧＨｚの反射波６２を受信部５で受信した場合の受信信号の出力波形の一例を示している。図４の上段には、測定対象物６との距離が０（ゼロ）の場合の出力波形を示す。図４の下段には、測定対象物６との距離が５０ｃｍの場合の出力波形を示す。
【００５０】
図５には、下側から順に、センサ用信号源３６の送信ベースバンド信号と、センサ制御部３７が出力するＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、受信部５が出力する反射波６２の受信信号（受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉおよび受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑ）と、周波数変換部３２で３ＧＨｚに周波数変換された信号とを示す。図５の右側には、左側の各種信号波形を拡大した波形を示す。
【００５１】
図４に示したように、測定対象物６の距離に応じて、反射波６２は遅延する。距離算出部３３は、送信信号がオフされている期間に検出される信号の波数を波数カウンタ３８によってカウントし、そのカウントした結果に基づいて、測定対象物６までの距離を算出する。なお、送信信号がオフされている期間に検出される信号には、誤差が発生するおそれがある。そこで、距離算出部３３は、送信信号がオフされてから、信号レベルのピーク値が所定のしきい値を超える信号の波数を検出することが望ましい。センサ制御部３７は、例えばオフ期間の開始時に波数カウンタ３８をリセットさせる。これにより、波数カウンタ３８は、送信信号がオフされた時点からの波数を検出することができる。
【００５２】
測定対象物６の距離は、以下の式により算出することができる。評価信号周波数は、周波数変換部３２で周波数変換された特定周波数、例えば３ＧＨｚである。
測定対象物６の空間距離（ｃｍ）＝（３×１０10）／｛（評価信号周波数）／２（往復）｝
【００５３】
センサ装置３で検出する距離は、例えば０〜２ｍ程度の近距離であってもよい。３ＧＨｚでは、波長は１０ｃｍであり、反射波６２の往復を考慮して、波の１カウントが５ｃｍの距離に相当する。１０カウントで５０ｃｍの距離と数値化される。本実施の形態によるセンサ装置３では、現行のミリ波センサのようにインパルスの位相変化を利用するのでなく、サイン波の数とその信号レベルを利用するので、近距離精度が高く、高速処理が可能となる。
【００５４】
データ通信ＩＣは、周波数に比例して、消費電力が大きくなる。ミリ波という高い周波数を使用する場合、大幅に消費電力を削減することが望ましい。そこで、センサ装置３による距離の算出では、１回の計測時間を２μｓ以下とすることが望ましい。また、信号処理を含めた１秒間の計測回数を１０回とし、その所要時間を１ｍｓ以下として、平均消費電流を連続動作の１／１０００とすることが望ましい。これを実現する方法として、通信システム１を間欠動作させることが望ましい。間欠動作で１／１０００は１０００ｍＡ消費するものが１ｍＡとなり、１Ａｈ電池で４０日間の動作が可能となる。
【００５５】
（動き検出の具体例）
図６および図７は、センサ装置３による動き検出の原理を示している。図６および図７には、６０．５ＧＨｚの送信信号を間欠的に送信し、その反射波６２を受信部５で受信した場合の受信信号の出力波形の一例を示す。
【００５６】
図６には、１ｍ以上離れている測定対象物６としての人が移動した場合の受信信号の信号レベルの時間的変化を示す。図６に示したように、人が移動する動きに応じて受信信号の信号レベルが変化する。
【００５７】
図７には、測定対象物６としての人は移動せず、２ｍの位置で止まっている場合の受信信号の信号レベルの時間的変化を示す。人が移動していない場合でも、呼吸や人体の水分量の変化等に応じて受信信号の信号レベルが変化する。
【００５８】
図６および図７に示したような性質を利用し、状態検出部３４は、複素ＢＰＦ３１から出力された特定周波数帯域の信号の時間的な信号レベルの変化に基づいて、人の移動や呼吸等の動き変化を含む測定対象物６の状態変化を検出する。
【００５９】
［１．３  効果］
以上のように、本実施の形態によれば、測定対象物６に向けて間欠的に送信信号６１を送信し、その反射波６２に基づいて生成された受信信号（受信Ｉ信号ＲＸ−Ｉ、受信Ｑ信号ＲＸ−Ｑ）を適切にフィルタ処理および周波数変換処理した後の信号の波数に基づいて、測定対象物までの距離を算出するようにしたので、近距離の測定対象物６を低コスト、高精度、および高速にセンシングすることができる。
【００６０】
また、本実施の形態によれば、状態検出部３４によって、複素ＢＰＦ３１から出力された特定周波数帯域の信号の時間的な信号レベルの変化に基づいて、人の移動や呼吸等の動き変化を含む測定対象物６の状態変化を検出することができる。
【００６１】
＜２．適用例＞
図８は、通信システム１の適用例を示している。
【００６２】
通信システム１は、例えば、スマートフォン等の携帯端末機器７０に適用されてもよい。携帯端末機器７０は、カメラ部７１と、センサ機能付き送受信装置７２とを備えていてもよい。センサ機能付き送受信装置７２に通信システム１を適用してもよい。
【００６３】
まず、携帯端末機器７０は、センサ機能付き送受信装置７２によって測定対象物６をセンサ感知してもよい（ステップＳ１）。次に、携帯端末機器７０は、カメラ部７１によるカメラ撮影を行ってもよい（ステップＳ２）。次に、携帯端末機器７０は、センサ機能付き送受信装置７２によって、センサ感知の結果と、カメラ撮影の結果とを示すデータを中継器８０を介して、クラウド等のネットワークに送信していもよい（ステップＳ３）。
【００６４】
センサ感知の際には、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄ  ＣＨ２の規格を使用してもよい。
【００６５】
センサ機能付き送受信装置７２と中継器８０との間の伝送は、例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．１１ａｄ  Ｈ１，３，または４の規格による高速データ伝送を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…通信システム、２…送受信装置、３…センサ装置、４…送信部、５…受信部、６…測定対象物（ターゲット）、２１…アンテナ、２２…局部発振器、２３…ＰＬＬ回路(Phase Locked Loop：位相同期回路)、２４…周波数逓倍回路、２５…アンプ回路、２６…アンプ回路、３１…複素ＢＰＦ（複素バンドパスフィルタ）、３２…周波数変換部、３２Ｉ，３２Ｑ…ミキサ回路、３３…距離算出部、３４…状態検出部、３５…センサ結果出力部、３６…センサ用信号源、３７…センサ制御部、３８…波数カウンタ、３９…信号レベル検出回路、４１…ＰＡ（パワーアンプ）、４２…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）、４３…ミキサ回路、４４…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、４５…可変アンプ、４６…変調部、４６Ｉ，４６Ｑ…ミキサ回路、４７Ｉ，４７Ｑ…アンプ回路、５１…ＬＮＡ（ローノイズアンプ）、５２…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）、５３…ミキサ回路、５４…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、５５…可変アンプ、５６…復調部、５６Ｉ，５６Ｑ…ミキサ回路、５７Ｉ，５７Ｑ…アンプ回路、６１…送信信号、６２…反射波、７０…携帯端末機器、７１…カメラ部、７２…センサ機能付き送受信装置、８０…中継器、ＳＷ１…スイッチ、ＩＦ…中間周波数、ＲＦ…無線周波数、ＲＸ−Ｉ…受信Ｉ信号、ＲＸ−Ｑ…受信Ｑ信号、ＴＸ−Ｉ…送信Ｉ信号、ＴＸ−Ｑ…送信Ｑ信号。
【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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【図８】
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