(57)【要約】【課題】例えば水平方向では狭い放射角度の指向性を保ちながら垂直方向の指向性における放射角度を可変する等、水平又は垂直の一方向の指向性を変化させる。【解決手段】オフセットパラボラ型リフレクタ１と、送受信アンテナである１次放射器とを含むマイクロ波センサ３を有し、リフレクタ１の中心Ｌｏと焦点ｆとを含む楕円長径方向の面内で、センサ３がリフレクタ１の中心Ｌｏを中心とした円弧上（Ｌｏ−ｆ間の長さを半径とする円弧上）の位置を移動し、垂直方向の放射角度を広くするための第１移動機構を設け、またこの第１移動機構によりセンサ３を移動させた状態で、リフレクタ１による送受信電波が水平方向を向くように、リフレクタ１及びセンサ３を共に回転させるための第２移動機構を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オフセットパラボラ型リフレクタと、
マイクロ波センサの送受信アンテナである１次放射器と、を有するマイクロ波センサ装置において、
上記リフレクタの中心と焦点とを含む楕円長径方向の面内で、上記１次放射器がリフレクタ中心を中心とし中心−焦点間の長さを略半径とする略円弧上の位置を移動するように、上記１次放射器又はリフレクタを動かすための第１移動機構を設けたことを特徴とするマイクロ波センサ装置。
【請求項２】
上記第１移動機構により上記１次放射器又はリフレクタを移動させた状態で、上記リフレクタによる送受信電波が所定の方向を向くように、上記リフレクタ及び１次放射器を回転させるための第２移動機構を設けたことを特徴とする請求項１記載のマイクロ波センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ波センサ装置、特に狭い角度の指向性を実現しつつ、設置場所、目標とする対象物等に応じて指向性の変更が可能なアンテナを有する装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マイクロ波を送出し、対象物によって反射されたマイクロ波を再度受信し、その変化から対象物の検知・計測を行うマイクロ波センサが用いられており、このマイクロ波センサに用いられるアンテナとしては、パッチアンテナ、ホーンアンテナ等の各種アンテナがあるが、一般的には指向性は設計時に決定される。１つのアンテナで指向性を変えられるものとしてフェーズドアレーアンテナがあるが、これは制御が複雑で一般的なセンサに用いることは難しい。
【０００３】
マイクロ波を用いて対象物（移動体等）の検知や対象物の速度、距離などを計測する装置として、ドップラー、ＦＭＣＷ等の方式が用いられるが、それらセンサの検知距離を伸ばし、観測したい方向以外の不要な反射を除去するためには、放射角度が狭い（狭角度）指向性を有するアンテナが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６２６８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、セキュリティ用途で所定のエリア周辺における侵入警戒をする場合等では、ＦＭＣＷセンサをフェンスの外側でそれと並行に設置し、このフェンスに近づく人間を検知することが行われるが、水平方向の指向性における放射角度（ビーム幅）が広いと、近くの道路を走行する車等を誤検知してしまうという問題がある。
【０００６】
一方、垂直方向の指向性に関しては、ある程度の広がりを有していないと、地面を這って侵入する場合やフェンスの上から飛び降りるような場合に検知ができず失報となる場合がある。しかし、用途によっては小動物による誤検知を防ぐため垂直方向の指向性も狭い角度のものが求められる場合もある。
【０００７】
上記特許文献１では、単一の反射器に対して１つのフィードホーン（輻射器）又は複数のフィードホーンを設け、これらフィードホーンに対する上記反射器の位置を水平方向に移動させ、フィードホーンと反射器との間隔を変えることにより、ビームの幅（指向性）を変化させるものが開示されている。
しかし、この特許文献１では、垂直方向と水平方向のビーム幅が略同一となるため、設置環境や用途が限定されるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば水平方向では狭い放射角度の指向性を保ちながら垂直方向の指向性における放射角度を可変する等、水平又は垂直の一方向の指向性を変化させることが可能となるマイクロ波センサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、オフセットパラボラ型リフレクタと、マイクロ波センサの送受信アンテナである１次放射器と、を有するマイクロ波センサ装置において、上記リフレクタの中心と焦点とを含む楕円長径方向の面内で、上記１次放射器がリフレクタ中心を中心とし中心−焦点間の長さを略半径とする略円弧上の位置を移動するように、上記１次放射器又はリフレクタを動かすための第１移動機構を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記第１移動機構により上記１次放射器又はリフレクタを移動させた状態で、上記リフレクタによる送受信電波が所定の方向を向くように、上記リフレクタ及び１次放射器を回転させるための第２移動機構を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１の構成によれば、１次放射器が焦点位置にあるときには、水平方向及び垂直方向で最も狭い放射角度の指向性となり、この焦点位置から１次放射器をリフレクタ中心が中心となる円弧上（中心−焦点間の長さを半径とする円弧上）に沿って移動させると、例えば水平方向は狭い角度の指向性を保ったまま、垂直方向の指向性のみの角度を広くすることができる。一方、オフセットパラボラ型リフレクタ及び１次放射器を９０度回転させた状態にすれば、垂直方向の放射角度を狭くした状態で、水平方向の角度を広くすることができる。
請求項２の構成によれば、指向性の角度を調整した後、リフレクタ及び１次放射器を回転移動させることで、リフレクタによる送受信電波（ビーム、指向性）が水平方向を向くように調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のマイクロ波センサ装置によれば、第１移動機構により、例えば水平方向では狭い角度（放射角度）の指向性を保ちながら垂直方向の指向性における角度を広くすることが可能となり、例えば近くに道路があるフェンス沿いに１次放射器（１次放射器を有するセンサでもよい）を設置した場合でも、道路を通る車等による誤検知を避けながら、地面近くを通る人間やフェンスを乗り越える人間を広い角度で同時に検知することができる。
【００１２】
一方、水平及び垂直方向の両方で放射角度（検知幅）を狭くしたい場合は、１次放射器を焦点位置に合わせることで対応でき、設置場所で最適な指向性に調整・設定することで、誤検知や失報等を低減することが可能となる。
また、第２移動機構により、送受信電波の方向を調整し、常に水平方向等の所定の方向へ電波を送受信することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例に係るマイクロ波センサ装置の構成及び第１移動機構による移動状態を示す説明図である。
【図２】実施例の装置の第２移動機構で移動させた状態を示す説明図である。
【図３】実施例の装置において１次放射器を移動させる面を示す図である
【図４】実施例の装置においてセンサ（１次放射器を含む）が焦点位置にあるときの指向性を示す図である。
【図５】実施例の装置においてセンサを移動させたときの指向性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１乃至図３は、本発明の実施例に係るマイクロ波センサ装置の説明図であり、実施例の装置は、楕円形をしたオフセットパラボラ型リフレクタ（アンテナ）１が支柱２に支持され、１次放射器を有するマイクロ波センサ３がリフレクタ１の中心（中央）を中心として回転するように支持体に支持されている。即ち、図３に示されるように、リフレクタ１の楕円中心Ｌｏと焦点ｆを含む長径方向の面５０内で、リフレクタ１の中心（中央）Ｌｏを中心とする所定半径の円弧上を、センサ３を移動させるための第１移動機構が設けられる。
【００１５】
上記第１移動機構は、図１に示されるように、例えばセンサ３に接続された移動軸４、円弧状の案内溝を有するガイド体５等を含み、移動軸４がガイド体５の案内溝を移動することで、リフレクタ１の中心Ｌｏを中心とし、Ｌｏとｆとの長さを略半径とする円弧上をセンサ３が移動できるようになっており、これによって、垂直方向の指向性の放射角度（ビーム幅）を変化させることができる。なお、第１移動機構として、センサ３を固定状態とし、このセンサ３に対しリフレクタ１の中心Ｌｏを中心として回転させる機構を設けてもよい。また、実施例では、センサ３自体を焦点位置ｆに設けるようにしたが、この位置ｆに１次放射器のみを配置し、マイクロ波センサの他の構成部を他の位置に配置する構成としてもよい。
【００１６】
更に、実施例では、指向性における放射角度を調整した後のセンサ３及びリフレクタ１を一緒に回転移動させるための第２移動機構が設けられており、この第２移動機構は、図２に示されるように、例えば中心Ｌｏでリフレクタ１が回転できるように該リフレクタ１を支持すると共に、その回転軸等に固定された連結体７、この連結体７に設けられた移動軸８、円弧状の案内（スライド）溝を有するガイド体９等を含み、移動軸８がガイド体９の円弧状案内溝でガイドされることで、リフレクタ１とセンサ３は中心Ｌｏを中心として回転できるようになる。これにより、電波の送受信方向（ビームの向き）を所定の方向へ配置することができる。
【００１７】
なお、上記第１移動機構及び第２移動機構では、リフレクタ１、センサ３等の各部材を手動で動かしてもよいが、モータ等の駆動手段を用いて各部材を自動的に動かすように構成することができる。
【００１８】
実施例は以上の構成からなり、この実施例において、１次放射器を有するセンサ３を焦点位置ｆに配置したときは、図４に示される指向性が得られる。即ち、図４（Ｂ）は垂直方向の指向性７０ｖ、図４（Ｃ）は水平方向の指向性７０ｈを示しているが、垂直方向、水平方向共に指向性における放射角度（ビーム幅）は略同一となる。
【００１９】
そして、第１移動機構（４，５等）により、リフレクタの中心Ｌｏと焦点ｆとを含む楕円長径方向の面内において、上記焦点位置ｆからセンサ３を上記Ｌｏを中心とした円弧上（Ｌｏ−ｆ間の長さを半径とする円弧上）を移動させた場合は、図５のように指向特性が変化する。即ち、図１のように、例えば焦点位置ｆからＡ角度だけ離れた位置Ｐ１にセンサ３を移動させたとすると、図５（Ｂ）に示されるように、垂直方向（垂直面）の指向性７０ｖが７１ｖのように変化して放射角度が広くなり、一方、図５（Ｃ）に示されるように、水平方向（水平面）の指向性７１ｈ（放射角度）は、図４（Ｃ）の場合と略同様で変化しない。
【００２０】
また、上記のようにセンサ３を移動させ、指向性を変化させたときには、図１に示されるように、水平方向へ向いていた指向性７０（送受信電波）の方向が指向性７１の方向へずれる。そこで、実施例では、図２に示されるように、第２移動機構（７〜９等）により、リフレクタ１及びセンサ３が移動可能に構成されており、これらを共にＡ角度だけ同方向に移動させれば、放射角度を変えた指向性７１（送受信電波）が水平方向を向くことになる。
【００２１】
以上のようにして、実施例では、水平方向の指向性の放射角度を変えずに、垂直方向の指向性の放射角度のみを変化させることができ、これによって、設置場所の状態に応じた対象物の検知、対象物の速度、距離の検出等が可能となる。
【００２２】
なお、上記第２移動機構としては、図３に示したリフレクタ１の支柱２等の支持体を回動可能に構成し、この支持体及びフレクタ１を回動させ、かつリフレクタ１を垂直方向へ移動させる機構を用いることで、リフレクタ１による送受信電波の方向を水平等の方向へ設定することも可能である。
【００２３】
また、上記実施例では、オフセットパラボラ型リフレクタ１を縦長にして使用する場合を説明したが、このリフレクタ１及びセンサ３を９０度回転させた横長状態に配置すれば、垂直方向の放射角度（指向性）はそのままで、水平方向の放射角度を変化させることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明のマイクロ波センサ装置は、セキュリティ用センサとして、特に工場等の広いエリアを検知又は検出する用途、遠隔リモートセンシングとして、特に山肌等の傾斜面にコーナリフレクタ等の反射物を設置し、遠隔地からＦＭＣＷセンサでリフレクタの位置の変化を観測し、地滑り等の予防を行う用途、また橋等の構造物の振動や形状変化等を監視する用途等に使用することができる。更には、交通網の監視のため、そして海岸、港等での近距離レーダ用途等への応用が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１…オフセットパラボラ型リフレクタ、
２…支柱、              ３…センサ（１次放射器を含む）、
４，８…移動軸、        ５，９…ガイド体、
５０…リフレクタの楕円中心Ｌｏと焦点ｆを含む楕円長径方向の面、
７０ｈ，７１ｈ…水平方向（水平面）の指向性、
７０ｖ，７１ｖ…垂直方向（垂直面）の指向性。
【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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