(57)【要約】【課題】対象物との距離の差による検波信号の電圧値変動を抑制し、近距離から遠距離までの対象物からの情報を正確に取得できるようにするための無線センサ入力回路を提供する。【解決手段】送受信アンテナ５０と低周波信号処理回路８０との間に接続されている検波回路３０を備えた無線センサ入力回路１００であって、送受信アンテナ５０と検波回路３０との間に入力結合回路１０を接続すると共に、検波回路３０と低周波信号処理回路８０との間に入力結合回路１０を制御する制御回路２０を接続し、入力結合回路１０は可変容量素子２を有し、制御回路２０では、検波回路３０からの検波信号Ｖｄｅｔが入力され、検波信号Ｖｄｅｔの電圧値によって制御電圧値が変化する制御信号Ｖｃｎｔを生成し、制御信号Ｖｃｎｔを可変容量素子２に印加することによって入力結合回路１０から検波回路３０に出力される信号のレベルを制御する。【選択図】図2
2015081813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信アンテナと低周波信号処理回路との間に接続されている検波回路を備えた無線センサ入力回路であって、
前記送受信アンテナと前記検波回路との間に入力結合回路を接続すると共に、前記検波回路と前記低周波信号処理回路との間に前記入力結合回路を制御する制御回路を接続し、
前記入力結合回路は可変容量素子を有し、
前記制御回路では、前記検波回路からの検波信号が入力され、前記検波信号の電圧値によって制御電圧値が変化する制御信号を生成し、前記制御信号を前記可変容量素子に印加することによって前記入力結合回路から前記検波回路に出力される信号のレベルを制御することを特徴とする無線センサ入力回路。
【請求項２】
前記制御回路が電界効果トランジスタを有し、前記電界効果トランジスタのゲートが前記検波回路に接続されていて、前記電界効果トランジスタのソースが接地されていると共に、前記電界効果トランジスタのドレインが第１抵抗を介して電源端子に接続されていて、
前記電界効果トランジスタのゲートに前記検波信号が印加され、前記電界効果トランジスタのドレインと前記第１抵抗との接続点から前記可変容量素子に前記制御信号が印加されることを特徴とする請求項１に記載の無線センサ入力回路。
【請求項３】
前記可変容量素子が可変容量ダイオードであり、前記制御回路からの制御信号が前記可変容量ダイオードのアノードに印加されることにより前記可変容量ダイオードの静電容量値が可変されることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の無線センサ入力回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を用いて対象物の動き又は対象物までの距離を検出するための無線センサ装置に使用される無線センサ入力回路に関わる。
【背景技術】
【０００２】
従来、発振回路から出力される高周波信号をアンテナに供給して電波を放射し、対象物からの反射波を受信して受信信号を分析し、対象物の動き又は対象物までの距離を検出する無線センサ装置が提案されている。物体に電波を当てると反射波の周波数が放射電波の周波数から僅かにずれる原理を利用したもので、そのずれの大きさから物体の動き又は速度を測定できる。また、反射波の遅延量（位相変化）から対象物までの距離を測定できる。このような無線センサ装置には、受信した信号のレベルに応じた電圧を出力するための検波回路が設けられている。また、検波回路の後段には信号処理回路が設けられていて、受信信号が信号処理回路によって分析される。
【０００３】
このような無線センサ装置として、特許文献１に記載された発明が開示されている。特許文献１に記載された無線センサ装置９００を図８に示す。
【０００４】
この無線センサ装置９００は、周波数が所定周期で連続的に増加及び減少するように周波数拡散された高周波送信信号を生成してアンテナ９１５から放射すると共に、対象物Ｍからの反射波をアンテナ９１５で受信する。ミキサ回路９１６に高周波送信信号と反射波とが入力され、双方の周波数が一致したところでミキサ回路９１６が位相検波器として動作してＤＣビート信号を出力し、そのＤＣビート信号をローパスフィルタ９１７で抽出する。その後、ＤＣビート信号を低周波増幅回路９１８で増幅し、後段信号処理回路９１９においてＤＣビート信号の変動を分析し対象物Ｍの動きを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０５８８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された無線センサ装置９００には、以下のような問題があった。対象物Ｍとの距離は近距離から遠距離までが想定されるが、対象物Ｍとの距離が変化することによってミキサ回路９１６で得られる検波信号Ｖｄｅｔ’の電圧値には大きな変動が生じてしまうという問題があった。
【０００７】
図９に、アンテナ９１５と対象物Ｍとの間の距離に対するミキサ回路９１６からの検波信号Ｖｄｅｔ’の電圧値を示す。図９から分かるとおり、検波信号Ｖｄｅｔ’の電圧値は、距離が大きくなるにつれて小さくなっていくが、その値は大きく波を打って変動している。言い換えれば、アンテナ９１５で受信される対象物Ｍからの反射波のレベルは大きく波を打って変動している。しかし、無線センサ装置９００には対象物Ｍからの反射波の信号電圧変動を抑制するために結合度が調整される回路、即ち、入力結合回路が存在していなかった。そのため、検波信号の電圧値が、大きく波を打って変動することを抑制できず、後段信号処理回路９１９において精度の高い処理を行うことが困難となっていた。その結果、対象物Ｍからの情報を正確に取得できていなかった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、対象物との距離の差による検波信号の電圧値変動を抑制し、近距離から遠距離までの対象物からの情報を正確に取得できるようにするための無線センサ入力回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明の無線センサ入力回路は、送受信アンテナと低周波信号処理回路との間に接続されている検波回路を備えた無線センサ入力回路であって、前記送受信アンテナと前記検波回路との間に入力結合回路を接続すると共に、前記検波回路と前記低周波信号処理回路との間に前記入力結合回路を制御する制御回路を接続し、前記入力結合回路は可変容量素子を有し、前記制御回路では、前記検波回路からの検波信号が入力され、前記検波信号の電圧値によって制御電圧値が変化する制御信号を生成し、前記制御信号を前記可変容量素子に印加することによって前記入力結合回路から前記検波回路に出力される信号のレベルを制御するという特徴を有する。
【００１０】
このように構成された無線センサ入力回路は、検波信号の電圧値によって制御電圧値が変化する制御信号を可変容量素子に印加することによって入力結合回路から検波回路への信号のレベルを制御するので、対象物との距離の差による検波信号の電圧値変動を正確に抑制することができる。その結果、信号処理回路で信号分析を高精度で行えるため近距離から遠距離までの対象物からの情報を正確に取得できる無線センサ入力回路を提供することができる。
【００１１】
また、上記の構成における本発明の無線センサ入力回路は、前記制御回路が電界効果トランジスタを有し、前記電界効果トランジスタのゲートが前記検波回路に接続されていて、前記電界効果トランジスタのソースが接地されていると共に、前記電界効果トランジスタのドレインが第１抵抗を介して電源端子に接続されていて、前記電界効果トランジスタのゲートに前記検波信号が印加され、前記電界効果トランジスタのドレインと前記第１抵抗との接続点から前記可変容量素子に前記制御信号が印加されるという特徴を有する。
【００１２】
このように構成された無線センサ入力回路は、制御回路が電界効果トランジスタを有しており、電界効果トランジスタの可変抵抗作用を利用して制御信号の電圧値を可変させることができるので、入力結合回路を制御することが容易にできる。
【００１３】
また、上記の構成における本発明の無線センサ入力回路は、前記可変容量素子が可変容量ダイオードであり、前記制御回路からの制御信号が前記可変容量ダイオードのアノードに印加されることにより前記可変容量ダイオードの静電容量値が可変されるという特徴を有する。
【００１４】
このように構成された無線センサ入力回路は、可変容量素子として可変容量ダイオードを用いたので、制御信号によって入力結合回路からの出力信号のレベルを制御することが容易にできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の無線センサ入力回路は、検波信号の電圧値によって制御電圧値が変化する制御信号を可変容量素子に印加することによって入力結合回路から検波回路に出力される信号のレベルを制御するので、対象物との距離の差による検波信号の電圧値変動を正確に抑制することができる。その結果、近距離から遠距離までの対象物からの情報を正確に取得できる無線センサ入力回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る無線センサ入力回路を使用した無線センサ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る無線センサ入力回路の構成を示す回路図である。
【図３】実施形態に係る無線センサ入力回路の原理を示す等価回路図である。
【図４】実施形態に係る無線センサ入力回路の原理を示す等価回路図である。
【図５】実施形態に係る無線センサ入力回路の原理を示す等価回路図である。
【図６】実施形態に係る無線センサ入力回路を使用した場合の送受信アンテナから対象物までの距離と検波信号との関係を示したグラフである。
【図７】実施形態に係る無線センサ入力回路を使用した場合の送受信アンテナから対象物までの距離と制御信号との関係を示したグラフである。
【図８】従来例に係る無線センサ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来例に係る無線センサ装置の場合の送受信アンテナから対象物までの距離と検波信号との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[実施形態]
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る無線センサ入力回路１００を有する無線センサ装置１５０の構成を示すブロック図である。無線センサ装置１５０は、送受信アンテナ５０と、送信信号生成回路７０と、本発明の実施形態に係る無線センサ入力回路１００と、低周波増幅回路６０と、低周波信号処理回路８０とから構成されている。
【００１９】
無線センサ装置１５０は、例えば、一人住まいの高齢者など単独で生活を営む人の日々の生活状態や健康状態の異常などを検出し、総合的な身体状態を監視する安否監視装置（図示せず）等に用いることができる。図１のブロック図で説明すると、送信信号生成回路７０から出力される高周波信号を送受信アンテナ５０に供給して電波を放射し、その後、対象物９１からの反射波を受信し、その受信信号を分析して対象物９１の動き又は対象物９１までの距離を検出する。対象物９１の動きとしては、高齢者等の人が住居の中を移動する時の動作は勿論、人の呼吸や心拍等の生体情報も含まれる。尚、心拍による動きの周波数は１〜５Ｈｚ程度の非常に低い周波数であり、また、呼吸による動きの周波数は０．２〜０．５Ｈｚ程度の更に低い周波数である。
【００２０】
送信信号生成回路７０は、高周波（例えば、２．４５ＧＨｚ）を中心とした周波数レンジ内で所定周期（例えば、２μｓ）にて周波数を連続的に変化させて周波数拡散した高周波送信信号を生成する。図１に示すように、送信信号生成回路７０には入力結合回路１０を介して送受信アンテナ５０が接続されていて、送信信号生成回路７０から伝送された高周波送信信号は、送受信アンテナ５０から大気中に放射される。放射された高周波送信信号は対象物９１に達してそこで反射され、その後、対象物９１からの反射波が送受信アンテナ５０で受信される。尚、本実施形態では、送受信アンテナ５０で送信アンテナと受信アンテナを共用するが、送信アンテナと受信アンテナを別々に設けても良い。
【００２１】
送受信アンテナ５０で受信された反射波は、無線センサ入力回路１００に入力される。無線センサ入力回路１００では、送信信号生成回路７０から伝送された高周波送信信号と対象物９１からの反射波との差の成分を抽出し、低周波成分として出力する。無線センサ入力回路１００の次段には、低周波増幅回路６０が接続され、低周波増幅回路６０の次段には、低周波信号処理回路８０が接続される。尚、無線センサ入力回路１００の構成及び動作については後に詳細説明する。
【００２２】
低周波増幅回路６０は、無線センサ入力回路１００で抽出された低周波成分を後段の回路で処理可能な電圧値に増幅する。次段の低周波信号処理回路８０は、ＣＰＵ、メモリ及びＣＰＵで実行されるプログラム等で構成され、検波回路３０から出力される低周波成分を分析して対象物９１の動き、対象物９１までの距離を検出する機能を備える。
【００２３】
次に、無線センサ入力回路１００内の各回路の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る無線センサ入力回路１００内の各回路の構成を示す回路図である。
【００２４】
無線センサ入力回路１００は、図１に示すように、入力結合回路１０と、検波回路３０と、ローパスフィルタ回路４０と、制御回路２０とで構成されている。尚、無線センサ入力回路１００内の入力結合回路１０と検波回路３０で取り扱う周波数は、２．４５ＧＨｚ等の高周波であり、検波回路３０の出力信号の周波数とローパスフィルタ回路４０と制御回路２０が取り扱う周波数は、０．２〜５Ｈｚ程度の低周波、及び直流である。
【００２５】
図２に示すように、送受信アンテナ５０で受信された反射波は入力結合回路１０に入力され、この反射波に対する制御が行われた後に検波回路３０に入力される。検波回路３０は、送信信号生成回路７０から伝送された高周波送信信号と入力結合回路１０を介して伝送された対象物９１からの反射波とが入力され、それらを検波して低周波成分（ＤＣビートを含む）を生成し出力する。検波回路３０の次段には、ローパスフィルタ回路４０が接続されている。ローパスフィルタ回路４０では、検波回路３０で生成された低周波成分を抽出する。ローパスフィルタ回路４０の次段には入力結合回路１０を制御する制御回路２０が接続されている。制御回路２０からは、入力結合回路１０に対し入力結合回路１０の結合度を制御するための制御信号Ｖｃｎｔが出力される。
【００２６】
検波回路３０は、図２に示す通り、送信信号生成回路７０と入力結合回路１０との接続点にカソードが接続され、グランドＧＮＤにアノードが接続された検波ダイオード３で構成されている。本実施形態では、検波回路３０として、ショットキーダイオード（Schottky Diode）などの受動素子が持つ非線形特性を利用して周波数変換するパッシブミキサ方式を用いている。送信信号生成回路７０から伝送された高周波送信信号と、入力結合回路１０を介して伝送された対象物９１からの反射波の周波数が一致している場合は、高周波送信信号と反射波の合成信号の位相を検波できる位相検波器として機能するものである。
【００２７】
検波回路３０の出力段にはローパスフィルタ回路４０が接続されている。ローパスフィルタ回路４０は、一端が検波回路３０の出力端に接続されたインダクタ２５と、インダクタ２５の他端とグランドＧＮＤ間に接続されたキャパシタ２４とで構成されている。ローパスフィルタ回路４０では、低周波成分（例えば１００Ｈｚ以下）を取り出すように通過帯域特性を設定することで、ＤＣ抽出回路として機能させている。高周波送信信号と反射波の周波数が異なっている時は、検波回路３０で周波数変換された種々の周波数（入力される信号の高調波及びスプリアス等）の信号が検波回路３０から出力されるが、これらの信号はローパスフィルタ回路４０で阻止される。そして、高周波送信信号と反射波の周波数が一致している時には、検波回路３０から出力されるＤＣビートをローパスフィルタ回路４０で取り出す。
【００２８】
入力結合回路１０は、図２に示す通り、キャパシタ２１と、インダクタ２３と、可変容量素子２としての可変容量ダイオード２ａと、キャパシタ２２と、抵抗１４と、抵抗１５とで構成されている。キャパシタ２１とインダクタ２３とは直列接続されて、その一端が送受信アンテナ５０に接続されている。このキャパシタ２１とインダクタ２３との直列接続回路の他端に、可変容量ダイオード２ａのカソードが接続されている。また、可変容量ダイオード２ａのカソードは、抵抗１５を介して電源端子５３に接続されている。可変容量ダイオード２ａのアノードには、キャパシタ２２の一端が接続され、キャパシタ２２の他端は、検波回路３０の入力端に接続されている。キャパシタ２１とキャパシタ２２とは、直流カットキャパシタとして機能する。また、可変容量ダイオード２ａのアノードは、抵抗１４を介して制御回路２０に接続されている。尚、入力結合回路１０には、可変容量ダイオード２ａが１つ使用されているが、容量可変範囲を変更するために、可変容量ダイオード２ａを２つ直列に接続するか、又は可変容量ダイオード２ａを２つ並列に接続して使用しても良い。
【００２９】
制御回路２０は、図２に示す通り、電界効果トランジスタ１（以下、ＦＥＴ１と略す（ＦＥＴ：Field Effect Transistor））と、第１抵抗１１と、抵抗１２と、抵抗１３と、で構成されている。抵抗１２と抵抗１３とは、その一端同士が接続されており、抵抗１２の他端がローパスフィルタ回路４０の出力端に接続され、抵抗１３の他端がグランドＧＮＤに接続されている。ＦＥＴ１のゲートＧ１は、抵抗１２と抵抗１３との接続点に接続されていて、ローパスフィルタ回路４０のインダクタ２５及び抵抗１２を介して検波回路３０に接続される。また、ＦＥＴ１のソースＳ１が接地されていると共に、ＦＥＴ１のドレインＤ１が第１抵抗１１を介して電源端子５３に接続されている。尚、第１抵抗１１は抵抗値Ｒ１１を有する。
【００３０】
次に、制御回路２０による入力結合回路１０に対する制御の方法について図３乃至図５
を用いて説明する。
【００３１】
図３は、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが最小のときの制御回路２０における制御（第１モード）の原理を示す等価回路図である。図４は、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが中間のときの制御回路２０における制御（第２モード）の原理を示す等価回路図である。また、図５は、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが最大の時の制御回路２０における制御（第３モード）の原理を示す等価回路図である。
【００３２】
入力結合回路１０は、入力結合回路１０内で使用されている可変容量ダイオード２ａの静電容量値によって、その前後に接続されている回路との結合度が調整される。可変容量ダイオード２ａの静電容量値は、可変容量ダイオード２ａのカソード・アノード間の電圧差によって決定される。本実施形態では、可変容量ダイオード２ａのカソードが電源端子５３に接続されているので、可変容量ダイオード２ａの静電容量値は、アノードに印加される制御信号Ｖｃｎｔの電圧値によって決定される。
【００３３】
本実施形態では、電源端子５３に供給される電源電圧Ｖｃｃは＋３Ｖであり。制御信号Ｖｃｎｔの電圧値は、０Ｖから＋３Ｖまで変化する。従って、制御信号Ｖｃｎｔの電圧値が小さければ、可変容量ダイオード２ａのカソード・アノード間の電圧差が大きくなり、可変容量ダイオード２ａの静電容量は小さくなる。そのため、結合度も小さくなる。また、制御信号Ｖｃｎｔの電圧値が大きければ、可変容量ダイオード２ａのカソード・アノード間の電圧差が小さくなり、可変容量ダイオード２ａの静電容量は大きくなる。そのため、結合度も大きくなる。従って、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが大きい時、制御信号Ｖｃｎｔの電圧値を小さくし、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが小さい時、制御信号Ｖｃｎｔの電圧値を大きくするように制御する。
【００３４】
図３に示すように、制御回路２０のＦＥＴ１は、可変抵抗ＶＲ１（以下、ＶＲ１と略す）として表すことができる。ＶＲ１としてのＦＥＴ１は、ゲートＧ１とソースＳ１との間の電圧、即ちゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１の電圧値によってそのドレイン・ソース間オン抵抗の抵抗値Ｒ１が可変される。ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１が大きい時には、ＦＥＴ１に大きな電流が流れるため、抵抗値Ｒ１は小さくなり、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１が小さな時には、ＦＥＴ１に小さな電流しか流れないため抵抗値Ｒ１は大きくなる。抵抗値Ｒ１は、その値が最も小さくなった場合を抵抗値Ｒ１ｍｉｎ、その値が中間の場合を抵抗値Ｒ１ｍｉｄ、そして、その値が最も大きくなった場合を抵抗値Ｒ１ｍａｘとなることとする。ＦＥＴ１のドレインＤ１からの出力電圧は、制御回路２０から出力される制御信号Ｖｃｎｔであり、入力結合回路１０内の可変容量ダイオード２ａを制御するための電圧として使用される。尚、制御信号Ｖｃｎｔの制御電圧値は、電源端子５３に供給されている電源電圧Ｖｃｃを、第１抵抗１１の抵抗値Ｒ１１とＦＥＴ１のドレイン・ソース間オン抵抗の抵抗値Ｒ１とで分圧した電圧となる。即ち、即ち電界効果トランジスタ１のドレインＤ１と第１抵抗Ｒ１１との接続点から可変容量ダイオード２ａのアノードに制御信号Ｖｃｎｔが印加される。
【００３５】
第１モードとして、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが最小値である場合を図３に示す。反射波の信号レベルが最小値であるため検波信号Ｖｄｅｔが最も小さくなる。そのため、検波信号Ｖｄｅｔを抵抗１２及び抵抗１３で分割した電圧値も最も小さくなり、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１が最小になる。その結果、ドレイン・ソース間オン抵抗の抵抗値Ｒ１が最も大きくなって抵抗値Ｒ１ｍａｘとなり、ＦＥＴ１のドレインＤ１からの制御信号Ｖｃｎｔも最も大きくなる。従って、可変容量ダイオード２ａのカソード・アノード間の電圧差が小さくなり、可変容量ダイオード２ａの静電容量は最も大きくなる。そのため、結合度は最も大きくなる。
【００３６】
次に、第２モードとして、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが中間値である場合を図４に示す。反射波の信号レベルが中間値であるため検波信号Ｖｄｅｔも中間値となる。そのため、検波信号Ｖｄｅｔを抵抗１２及び抵抗１３で分割した電圧値も中間値となり、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１も中間値となる。その結果、ドレイン・ソース間オン抵抗の抵抗値Ｒ１も中間値となって抵抗値Ｒ１ｍｉｄとなり、ＦＥＴ１のドレインＤ１からの制御信号Ｖｃｎｔも中間値となる。従って、可変容量ダイオード２ａのカソード・アノード間の電圧差が中間値となり、可変容量ダイオード２ａの静電容量は中間値となる。そのため、結合度も中間の結合度となる。
【００３７】
次に、第３モードとして、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが最大値である場合を図５に示す。反射波の信号レベルが最大値であるため検波信号Ｖｄｅｔも最大になる。そのため、検波信号Ｖｄｅｔを抵抗１２及び抵抗１３で分割した電圧値も大きくなり、ゲート・ソース間電圧Ｖｇｓ１が最大になる。その結果、ドレイン・ソース間オン抵抗の抵抗値Ｒ１が最も小さくなって抵抗値Ｒ１ｍｉｎとなり、ＦＥＴ１のドレインＤ１からの制御信号Ｖｃｎｔも最も小さくなる。従って、可変容量ダイオード２ａのカソード・アノード間の電圧差が大きくなり、可変容量ダイオード２ａの静電容量は小さくなる。そのため、結合度は小さくなる。
【００３８】
このように、入力結合回路１０に入力される反射波の信号レベルが変動し、それによって検波回路３０からの検波信号Ｖｄｅｔが変動することに対応して、制御回路２０からの制御信号Ｖｃｎｔの電圧値を可変させることができる。そのため、可変容量ダイオード２ａの静電容量を可変させることができ、入力結合回路１０の前後の回路との結合度を制御することができる。その結果、入力結合回路１０から検波回路３０に出力される信号のレベルを制御することが可能となる。
【００３９】
次に、制御回路２０によって入力結合回路１０を制御した結果の検波信号Ｖｄｅｔ及び制御信号Ｖｃｎｔの動きを、図６及び図７を用いて確認する。
【００４０】
図６は、送受信アンテナ５０から対象物９１までの距離と検波信号Ｖｄｅｔとの関係を示したグラフであり、図７は、送受信アンテナ５０から対象物９１までの距離と制御信号Ｖｃｎｔとの関係を示したグラフである。尚、図６及び図７には、図９で示した従来例のアンテナ９１５から対象物Ｍまでの距離と検波電圧との関係も比較のため破線で示している。尚、図９で示した検波信号Ｖｄｅｔ’の電圧変動は、本実施形態の無線センサ入力回路１００に入力される前の、送受信アンテナ５０で受信した対象物９１からの反射波のレベルの変動と置き換えて考えることができる。
【００４１】
図６で示すように、破線で示した従来例のアンテナ９１５から対象物Ｍまでの距離に対する検波信号Ｖｄｅｔ’の電圧値が、約０．３Ｖから１Ｖまでの幅で大きく波打っている。これに対して、本実施形態の無線センサ入力回路１００を用いた場合は、約０．３Ｖから約０．６５Ｖまでの幅に抑制されていることが分かる。この時の送受信アンテナ５０から対象物９１までの距離と制御信号Ｖｃｎｔとの関係を図７で確認すると、制御信号Ｖｃｎｔの制御電圧値が、従来例のアンテナから対象物Ｍまでの距離に対する検波信号の電圧値の変動に対応して逆向きに変化していることが分かる。
【００４２】
言い換えれば、本実施形態の無線センサ入力回路１００に入力される、無線センサ装置１５０での送受信アンテナ５０で受信した対象物９１からの反射波の大きさに対応して、制御回路２０において制御信号Ｖｃｎｔの電圧値を変動させて生成している。そして、その制御信号Ｖｃｎｔによって入力結合回路１０の結合度を可変させることによって、入力結合回路１０から検波回路３０への信号のレベルを制御することができる。
【００４３】
以上説明したように、本発明の無線センサ入力回路は、検波信号の電圧値によって制御電圧値が変化する制御信号を可変容量素子に印加することによって入力結合回路から検波回路への信号のレベルを制御するので、対象物との距離の差による検波信号の電圧値変動を正確に抑制することができる。その結果、数ｃｍ程度の近距離から数ｍ程度の遠距離までの対象物からの情報を正確に取得できる無線センサ入力回路を提供することができる。
【００４４】
本発明は上記の実施形態の記載に限定されず、その効果が発揮される態様で適宜変更して実施することができる。例えば、本発明の無線センサ入力回路には、図２に示される構成要素と等価な構成要素が含まれることがあっても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１        電界効果トランジスタ
２        可変容量素子
２ａ      可変容量ダイオード
３        検波ダイオード
１０      入力結合回路
１１      第１抵抗
１２      抵抗
１３      抵抗
１４      抵抗
１５      抵抗
２０      制御回路
２１      キャパシタ
２２      キャパシタ
２３      インダクタ
２４      キャパシタ
３０      検波回路
４０      ローパスフィルタ回路
５０      送受信アンテナ
５３      電源端子
６０      低周波増幅回路
７０      送信信号生成回路
８０      低周波信号処理回路
９１      対象物
１００    無線センサ入力回路
１５０    無線センサ装置
Ｄ１      ドレイン
Ｓ１      ソース
Ｇ１      ゲート
Ｒ１      抵抗値
ＶＲ１    可変抵抗
Ｖｇｓ１  ゲート・ソース間電圧
Ｖｃｃ    電源電圧
Ｖｃｎｔ  制御信号
Ｖｄｅｔ  検波信号
【図１】
2015081813.tif 000003
【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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【図９】
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