(57)【要約】【課題】帯域内妨害波の受けることなく安定した侵入者検知を行うことができる侵入者検知装置を提供する。【解決手段】送信機１０はサブキャリアをＰＲＮ符号信号により変調してＰＲＮ符号変調サブキャリアとし、メインキャリアをＡＭ変調して送出する。受信機３０は受信入力を受信検波回路４０で検波しＰＲＮ符号信号を復調して妨害波の影響を除去し、更にＰＲＮ符号信号をＰＲＮ符号復調回路５０にてサブキャリアの復調を行い、直流検波器６３により受信入力に対する検波電圧を発生させてＡＧＣ電圧生成回路７０に入力し、緩慢な電界変動に対してはＡＧＣを“制御”状態とし常時受信検波回路４０の利得を制御して安定な警戒状態を維持し、急激な電界変動に対してはＡＧＣを“非制御”状態として受信検波回路４０の制御は行わずに該検波電圧を検知エリアの電界変動に直線的に追従させて侵入者の検知を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を生成する送信部と、前記送信部で生成されたマイクロ波を送信する送信アンテナ部と、前記送信アンテナ部から送信されるマイクロ波を受信する受信アンテナ部と、前記受信アンテナ部で受信したマイクロ波から侵入者検知を行う受信部とを有する侵入者検知装置において、
前記送信部は、擬似ランダム符号発生部から発生させた擬似ランダム符号信号でサブキャリアを変調し、該擬似ランダム符号サブキャリアで変調したマイクロ波を送信し、
前記受信部は、受信したマイクロ波から擬似ランダム符号信号を復調し、該復調した擬似ランダム符号信号から侵入者検知を行うことを特徴とする侵入者検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、警備システムに用いられる、侵入者を検知する侵入者検知装置に係り、特にマイクロ波帯の無線電波を利用した侵入者検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばデパートや工場等では、夜間の強盗や侵入者の警備に多数の警備員を配置する代わりに、無人の複数の出入口、門、フェンスなど侵入される恐れのある個所に侵入者検知装置を配置し、該侵入者検知装置からの侵入警報を監視する警備システムが種々実用化されている。
【０００３】
上記警備システムに用いられる侵入者検知装置の一つとして、検知エリアの一方側に送信アンテナ及び送信機を設け、該送信機から送信アンテナを介して検知エリアにマイクロ波帯の電波を常時送出し、検知エリアの他方側に設けた受信アンテナ及び受信機でその電波を受信することにより、マイクロ波による電界を検知エリアに形成し、該検知エリア内への侵入者による電界の乱れを検出して侵入警報を出力するようにしたマイクロ波侵入者検知装置がある。
【０００４】
また、本発明に関連する公知技術として、質問器と主応答器の各アンテナを最大識別距離の間隔を保って配置し、質問器は返送要求データを主応答器に送信し、主応答器から固有の識別データが返送されてくると復調してホスト機器へ出力し、該ホスト機器は、監視領域への侵入を許可する応答器の識別データを登録した識別データ登録部を備え、主応答器との間の通信が遮断あるいはレベル低下した場合、その他の応答器から送られてくる識別データの有無を判別し、識別データが送られてきていれば、更に、識別データ登録部に登録されているかどうかを判定し、登録されていない場合に侵入検出信号を出力するようにしたマイクロ波侵入検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の侵入者検知装置は、送信機から送信アンテナを介して検知エリアに送信されるマイクロ波帯の電波を受信アンテナ及び受信機で受信し、受信検波帯域に存在するＡＭ変調波のＡＭ成分であるサブキャリアを検波し、その検波出力から検知エリア内への侵入者の有無を判断している。この場合、受信検波帯域に存在する全てのＡＭ変調波のＡＭ成分が検波されると共に該ＡＭ成分の高調波成分も検波されるので、検波出力には多数のサブキャリアが含まれている。
【０００７】
上記のように受信機の検波出力に多数のサブキャリアが含まれていると、受信検波帯域内に到来する外来波の直接干渉及び混変調等により、目的とするサブキャリアが妨害される頻度が高くなって検波出力に乱れを生じ、最終的に誤検知に至るという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、帯域内妨害波の影響を受けることなく、検知エリアへの侵入検知を確実且つ安定して行うことができる侵入者検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、マイクロ波を生成する送信部と、前記送信部で生成されたマイクロ波を送信する送信アンテナ部と、前記送信アンテナ部から送信されるマイクロ波を受信する受信アンテナ部と、前記受信アンテナ部で受信したマイクロ波から侵入者検知を行う受信部とを有する侵入者検知装置において、
前記送信部は、擬似ランダム符号発生部から発生させた擬似ランダム符号信号でサブキャリアを変調し、該擬似ランダム符号サブキャリアで変調したマイクロ波を送信し、
前記受信部は、受信したマイクロ波から擬似ランダム符号信号を復調し、該復調した擬似ランダム符号信号から侵入者検知を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送信部から受信部に向けて送信するマイクロ波として擬似ランダム符号サブキャリアを使用することにより、帯域内妨害波の影響を受けにくく、周波数偏差が少なく、検知エリアへの侵入検知を確実且つ安定して行うことができ、この結果、警備に対する信頼度を向上でき、実用上きわめて大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る侵入者検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例１に係る侵入者検知装置の要部における周波数スぺクトラムを示す図である。
【図３】同実施例１に係る侵入者検知装置の各部の動作電圧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１に係る侵入者検知装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１０はマイクロ波帯の電波例えば２４．１５ＧＨｚの電波を送出する送信機で、送信アンテナ２１を備えている。上記送信機１０は、サブキャリア発振器１１、ＰＲＮ（Pseudo Random Noise：擬似ランダムノイズ）符号発生器１２、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調器１３、メインキャリア発振器１４、ＡＭ変調器１５、増幅器１６によって構成される。ＰＳＫ変調器１３は、サブキャリア発振器１１から出力されるサブキャリアをＰＲＮ符号発生器１２で発生したＰＲＮ符号（擬似ランダム符号）信号によりＰＳＫ変調してＡＭ変調器１５へ出力する。ＡＭ変調器１５は、上記ＰＳＫ変調されたＰＲＮ符号変調サブキャリアによりメインキャリア発振器１４から出力される２４．１５ＭＨｚのメインキャリアをＡＭ変調し、増幅器１６で増幅して送信アンテナ２１から検知エリア２２へ送信する。
【００１４】
上記送信アンテナ２１は検知エリア２２の一方側に設けられ、該検知エリア２２の他方側に上記送信アンテナ２１に対向するように受信アンテナ２３が設けられ、送信アンテナ２１と受信アンテナ２３との間にマイクロ波ビームが形成される。上記受信アンテナ２３は、送信機１０から送信アンテナ２１を介して送信されるマイクロ波を受信し、受信機３０に入力する。この受信機３０は、受信入力を検波して検波出力ｂを出力する受信検波回路４０と、上記検波出力ｂを入力としてサブキャリアを出力するＰＲＮ符号復調回路５０と、前記サブキャリアを入力として検波電圧ａを出力する電界強度電圧生成回路６０と、上記検波電圧ａを入力としてＡＧＣ電圧（自動利得制御電圧）ｅを生成し、これを受信検波回路４０の増幅段に与えて検波電圧ａの変動を一定にするＡＧＣ（Automatic Gain Control）電圧生成回路７０と、上記検波電圧ａを直流増幅器７１で増幅して一方の入力とし、他方に入力される固定された検知基準電圧Ｅ０と比較し、検知エリア２２への人や車両等の侵入者の有無に応じて変化する検波電圧ａの変化に対応した比較結果を出力する比較器７２と、この比較器７２の出力に従って監視ライン７５に送出する侵入警報出力をオン／オフするリレー回路７３とを備えている。リレー回路７３は、比較器７２の出力に従ってリレースイッチ７４を切替え、監視ライン７５に送出する侵入警報出力をオン／オフする。また、上記直流増幅器７１で増幅された信号ｄは、増幅器７６で増幅された後、モニタ電圧として監視室（図示せず）へ送られる。
【００１５】
上記受信検波回路４０は、低雑音増幅器４１ａ〜４１ｃ、濾波器４２、ＡＭ検波器４３、増幅器４４によって構成され、上記ＡＭ検波器４３により送信周波数のＡＭ成分であるＰＲＮ符号変調サブキャリアを復調してＰＲＮ符号信号を得ている。ＡＭ検波器４３の出力は、受信入力が低下したときには電圧として小さくなるように、受信入力が大きくなったときには電圧として大きくなるような特性となっている。増幅器４４は、ＡＭ検波器４３で検波された信号を増幅し、受信検波回路４０の検波出力ｂとしてＰＲＮ符号復調回路５０へ出力する。この場合、増幅器４４は、ＡＧＣ電圧生成回路７０から与えられるＡＧＣ電圧ｅによって利得が制御される。
【００１６】
ＰＲＮ符号復調回路５０は、ＰＲＮ符号復調器５１、増幅器５２、同期発振器５３、ＰＲＮ符号発生器５４によって構成される。ＰＲＮ符号発生器５４は、同期発振器５３から出力される同期信号に基づいてＰＲＮ符号信号を発生する。ＰＲＮ符号復調器５１は、受信検波回路４０の検波出力ｂをＰＲＮ符号発生器５４で発生したＰＲＮ符号信号で同期検波して復調し、サブキャリアｃを得る。このサブキャリアｃは、電界強度電圧生成回路６０へ送られる。
【００１７】
電界強度電圧生成回路６０は、濾波器６１、増幅器６２、直流検波器６３によって構成され、ＰＲＮ符号復調回路５０で復調されたサブキャリアｃを濾波器６１を介して取り出し、増幅器６２で増幅した後、直流検波器６３により検波して検波電圧ａを得ている。この検波電圧ａは、ＡＧＣ電圧生成回路７０へ送られる。
【００１８】
ＡＧＣ電圧生成回路７０は、電界強度電圧生成回路６０から出力される検波電圧ａの増減によりＡＧＣ電圧ｅが増減して受信検波回路４０の利得調整を行うもので、受信入力が低下したときには電圧として小さくなるように、受信入力が大きくなったときには電圧として大きくなるような特性となっている。ＡＧＣ電圧生成回路７０で生成されたＡＧＣ電圧ｅは、受信検波回路４０の増幅器４４の制御端子に入力されると共に、増幅器７７で増幅されて監視室へ送られる。
【００１９】
上記ＡＧＣ電圧生成回路７０は、雨・雪・温度変化などの設置場所の環境変動に起因した緩慢な電界変動による検波電圧ａの変動を極力抑えるために設けられ、緩慢な電界変動が生じても検波電圧ａを一定にするように動作する。
また、ＡＧＣ電圧生成回路７０は、緩慢な電界変動と侵入者に起因した急激な電界変動とを区別するために、緩慢な電界変動に対してはＡＧＣを“制御”状態として常時受信検波回路４０の利得を制御して安定な警戒状態を維持し、急激な電界変動にはＡＧＣを“非制御”状態として、一定のＡＧＣ電圧ｅとし、受信検波回路４０の利得制御は行わずに、検波出力を検知エリアの電界変動に直線的に追従して変動させ、侵入者検知が確実に行われるようにしている。
【００２０】
次に、上記のように構成された侵入者検知装置の動作を説明する。
送信機１０は、サブキャリア発振器１１から出力されるサブキャリアをＰＲＮ符号発生器１２で発生したＰＲＮ（擬似ランダム）符号信号をＰＳＫ変調器１３に入力し、サブキャリアをＰＲＮ符号信号でＰＳＫ変調してＡＭ変調器１５へ出力する。ＡＭ変調器１５は、ＰＳＫ変調器１３から出力されるＰＲＮ符号変調サブキャリアによりメインキャリア発振器１４から出力される例えば２４．１５ＭＨｚのメインキャリアをＡＭ変調し、増幅器１６で増幅して送信アンテナ２１から検知エリア２２へ送信する。送信アンテナ２１から送信されたマイクロ波は、検知エリア２２を通って受信アンテナ２３にて受信される。
【００２１】
図２（ａ）は送信アンテナ２１から出力される送信信号のスぺクトラムを示し、同図（ｂ）は受信アンテナ２３により受信された受信信号のスペクトラムを示している。
ＰＲＮ符号変調サブキャリアは、図２（ａ）、（ｂ）に示すようにスペクトラムとしては例えば２４．１５ＭＨｚの両側帯波のある中心帯域（例えば４．５ＭＨｚ）に広がる擬似ノイズ信号である。
【００２２】
上記受信アンテナ２３で受信された信号は、受信検波回路４０に入力される。受信検波回路４０は、受信アンテナ２３で受信された信号を低雑音増幅器４１ａ〜４１ｃで増幅した後、濾波器４２を介して取り出し、ＡＭ検波器４３に入力する。ＡＭ検波器４３は、送信周波数のＡＭ成分であるＰＲＮ符号変調サブキャリアを復調し、増幅器４４により増幅し、ＰＲＮ符号信号（擬似ノイズ信号）ｂとしてＰＲＮ符号復調回路５０へ出力する。増幅器４４は、ＡＧＣ電圧生成回路７０からＡＧＣ電圧が与えられ、出力信号のレベルが常に一定となるように利得が制御される。上記ＰＲＮ符号信号ｂは、図２（ｃ）に示すように４．５ＭＨｚを中心とする所定帯域を有している。
【００２３】
ＰＲＮ符号復調回路５０は、上記ＰＲＮ符号信号ｂをＰＲＮ符号復調器５１において、ＰＲＮ符号発生器５４で発生したＰＲＮ符号信号により同期検波して復調し、図２（ｄ）に示す４．５ＭＨｚのサブキャリアｃを得る。
電界強度電圧生成回路６０は、ＰＲＮ符号復調回路５０で復調された４．５ＭＨｚのサブキャリアｃを濾波器６１により選択して取り出し、増幅器６２で増幅した後、直流検波器６３により検波し、その検波電圧ａをＡＧＣ電圧生成回路７０へ出力すると共に、直流増幅器７１で増幅して比較器７２の一方の入力端子に入力する。
【００２４】
上記ＡＧＣ電圧生成回路７０は、電界強度電圧生成回路６０で生成された電界強度電圧、すなわち直流検波器６３の検波電圧ａに基づいて受信検波回路４０の増幅器４４の利得を制御するが、設置場所の環境変動に起因した緩慢な電界変動と侵入者に起因した急激な電界変動とを区別するために、緩慢な電界変動に対してはＡＧＣを“制御”状態として常時受信検波回路４０の利得を制御して安定な警戒状態を維持する。この場合、ＡＧＣ電圧生成回路７０は、図３（ａ）に示すようにＡＧＣ電圧ｅが受信アンテナ２３の電界強度（ｄＢｍ）に応じて変化し、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように電界強度電圧生成回路６０から出力される検波電圧ａが一定になるように動作する。図３（ｂ）は検波電圧ａの状態を示し、同図（ｃ）は直流増幅器７１から出力されるモニタ電圧ｄの状態（通常時）を示している。
【００２５】
また、ＡＧＣ電圧生成回路７０は、検知エリア２２への侵入者に起因した急激な電界変動時には、ＡＧＣを“非制御”状態としてＡＧＣ電圧ｅを一定値に保持し、受信検波回路４０の利得制御は行わずに、検波出力ａを検知エリア２２の電界変動に直線的に追従して変動させ、侵入者の検知が確実に行われるように動作する。
【００２６】
図３（ｄ）は、検知エリア２２への侵入者に起因した急激な電界変動時におけるモニタ電圧ｄのレベル変化を示したもので、検知エリア２２のマイクロ波ビームが侵入者により遮断される等、急激な電界変動を生じると、直流増幅器７１から出力されるモニタ電圧ｄのレベルが急激に低下する。そして、モニタ電圧ｄが検知基準電圧Ｅ０より低下すると、その状態が比較器７２により検知され、リレー回路７３が駆動されてリレースイッチ７４が監視ライン７５側に切替えられ、侵入警報が監視ライン７５を介して監視室へ送出される。
【００２７】
上記実施例１で示したように、送信機１０は、サブキャリア発振器１１から出力されるサブキャリアをＰＲＮ符号発生器１２で発生させたＰＲＮ符号信号で変調してＰＲＮ符号変調サブキャリアを生成し、このＰＲＮ符号変調サブキャリアによりメインキャリア発振器１４から出力されるメインキャリアを変調して検知エリア２２に送信している。上記ＰＲＮ符号変調サブキャリアは、スペクトラムとしてはメインキャリア（例えば２４．１５ＧＨｚ）の両側帯波のある中心帯域（例えば４．５ＭＨｚ）に広がる擬似ノイズ信号であり、妨害波の影響を受けにくく、かつ周波数偏差の少ない信号である。
【００２８】
上記送信機１０から送信されるＰＲＮ符号変調サブキャリアを含む信号を受信機３０で受信し、受信検波回路４０にてＡＭ検波しても、検波出力ｂには擬似ノイズ信号が現れるだけであり、ＰＲＮ符号復調回路５０にてＰＲＮ符号発生器５４で発生させた同系列のＰＲＮ符号信号で同期検波しなければ、サブキャリアを復調することができないので、受信検波回路４０の検波出力ｂに存在する雑音及び妨害波に対して妨害波耐力がきわめて高い。
【００２９】
また、電界強度電圧生成回路６０から出力される検波電圧ａは、ＰＲＮ符号復調回路５０で復調された検波出力に現れるサブキャリアｃの包絡線検波で得られる電界強度電圧（ＲＳＳＩ）を使用するので、サブキャリアが現れないと検知動作は行われない。また、サブキャリアは、メインキャリアの温度特性による周波数偏差の影響を受けず、自身の発振周波数の温度特性による偏差だけの影響で済む。
【００３０】
このためＰＲＮ符号復調回路５０にてＰＲＮ符号信号ｂを同期検波して得られるサブキャリアｃを電界強度電圧生成回路６０で直流検波して電界強度電圧（検波電圧ａ）として使用することにより、例えば２４．１５ＧＨｚ帯で帯域内妨害波の影響を受けず、安定した周波数で確実に侵入検知を行うことができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１０…送信機、１１…サブキャリア発振器、１２…ＰＲＮ符号発生器、１３…ＰＳＫ変調器、１４…メインキャリア発振器、１５…ＡＭ変調器、１６…増幅器、２１…送信アンテナ、２２…検知エリア、２３…受信アンテナ、３０…受信機、４０…受信検波回路、４１ａ〜４１ｃ…低雑音増幅器、４２…濾波器、４３…ＡＭ検波器、４４…増幅器、５０…ＰＲＮ符号復調回路、５１…ＰＲＮ符号復調器、５２…増幅器、５３…同期発振器、５４…ＰＲＮ符号発生器、６０…電界強度電圧生成回路、６１…濾波器、６２…増幅器、６３…直流検波器、７０…ＡＧＣ電圧生成回路、７１…直流増幅器、７２…比較器、７３…リレー回路、７４…リレースイッチ、７５…監視ライン、７６、７７…増幅器。
【図１】
2011033345.tif 000003
【図２】
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【図３】
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