專利名稱：距離測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對往返了測量對象距離之后的電波的相位進(jìn)行檢測并用于距離測量的距離測量裝置。
背景技術(shù)：
以往，有如下距離測量系統(tǒng)，該距離測量系統(tǒng)具有:主通信裝置，發(fā)送電波；從通信裝置，返送從主通信裝置接收到的電波。在這樣的距離測量系統(tǒng)中，從主通信裝置對從通信裝置發(fā)送電波，從通信裝置接收電波并且與接收電波同步地向主通信裝置返送電波。主通信裝置接收由從通信裝置所返送的電波，并根據(jù)接收信號的相位信息測量到從通信裝置的距離。在多路徑環(huán)境下，作為在主通信裝置與從通信裝置之間傳播的電波，除直接波之夕卜，還包含反射波等間接波。由于在直接波與間接波共存時，測量精度下降，所以存在如下的測量方式:對接收信號進(jìn)行快速傅里葉變換從而在時間軸上分離直接波與間接波，僅取出直接波的相位信息并用于距離測量(專利文獻(xiàn)I)。例如，將接收信號的接收頻率范圍劃分為窄帶的多個信道，按每個信道對接收信號進(jìn)行快速傅里葉變換并檢測各信道的直接波的相位，根據(jù)相鄰信道間的相位差測量測量對象距離。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)(專利文獻(xiàn))專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-261444號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，在直接波與間接波在時間上接近時，用快速傅里葉變換僅分離直接波變得困難，所以有可能受到間接波的影響從而距離測量精度下降。另外，由于按每個信道都進(jìn)行快速傅里葉變換，因此有計(jì)算量變得非常大從而處理負(fù)荷增大的問題。本發(fā)明是鑒于這樣的問題而做出的，其目的之一在于提供一種與使用傅里葉變換等的方法相比計(jì)算量少并且能夠充分提高距離測量精度的距離測量裝置。用于解決課題的手段本發(fā)明的距離測量裝置的特征在于，具有:基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號；發(fā)送單元，利用上述振蕩信號來發(fā)送各信道的發(fā)送信號；接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號；振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位；存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離，上述運(yùn)算部對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值，當(dāng)不存在上述極大值以及上述極小值時，對上述指定頻率范圍中的各相鄰信道間的相位差進(jìn)行平均，利用該相位差平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。另外，因?yàn)橛谜穹钠椒絹肀硎拘盘枏?qiáng)度，所以能夠用信號強(qiáng)度來讀取振幅。在此結(jié)構(gòu)中，對相鄰信道間的相位差進(jìn)行了平均化。因此，不進(jìn)行傅里葉變換等復(fù)雜的處理，能夠降低起因于多路徑波的接收信號的相位失真的影響，另外，能夠降低噪聲的影響。而且由此，能夠降低距離的計(jì)算需要的計(jì)算量，并且能夠充分提高距離的計(jì)算精度?；蛘?，本發(fā)明的距離測量裝置還可以是如下結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有:基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號；發(fā)送單元，利用上述振蕩信號來發(fā)送各信道的發(fā)送信號；接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號；振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位；存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離，上述運(yùn)算部對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值，當(dāng)存在上述極大值并且不存在上述極小值時，或者當(dāng)存在上述極小值并且不存在上述極大值時，在相鄰信道間之中，確定振幅差最大或者最小的相鄰信道間，利用確定后的相鄰信道間的上述相位差來計(jì)算到上述測量對象的距離。在此結(jié)構(gòu)中，確定振幅差極大或者極小的相鄰信道間，利用其相鄰信道間的相位差來計(jì)算距離。由于在振幅差極大或者極小的相鄰信道間中多路徑波的影響小，所以能夠不進(jìn)行傅里葉變換等復(fù)雜的處理而以高精度計(jì)算測量對象與天線的距離。因此，通過此結(jié)構(gòu)能夠降低距離的計(jì)算需要的計(jì)算量，并且能夠充分提高距離的計(jì)算精度?；蛘撸景l(fā)明的距離測量裝置還可以是如下結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有:基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號；發(fā)送單元，利用上述振蕩信號來發(fā)送各信道的發(fā)送信號；接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號；振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位；存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離，上述運(yùn)算部對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值，當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值時，用從成為上述極大值的頻率位置起到成為上述極小值的頻率位置為止的各相鄰信道間的相位差的平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。在此結(jié)構(gòu)中，通過使用提供振幅的極大值的信道與提高極小值的信道間的相位差的平均值，不進(jìn)行傅里葉變換等復(fù)雜的處理，并消除了多路徑波的影響。因此，能夠降低距離的計(jì)算需要的計(jì)算量，并且能夠充分提高距離的計(jì)算精度?；蛘?，本發(fā)明的距離測量裝置還可以是如下結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有:基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號；發(fā)送單元，利用上述振蕩信號來發(fā)送各信道的發(fā)送信號；接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號；振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位；存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離，上述運(yùn)算部對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值，當(dāng)不存在上述極大值以及上述極小值時，對上述指定頻率范圍中的各相鄰信道間的相位差進(jìn)行平均，利用該相位差平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離，當(dāng)存在上述極大值并且不存在上述極小值時、或者當(dāng)存在上述極小值并且不存在上述極大值時，在相鄰信道間之中，確定振幅差是最大或者最小的相鄰信道間，利用確定后的相鄰信道間的上述相位差來計(jì)算到上述測量對象的距離，當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值時，用從成為上述極大值的頻率位置起到成為上述極小值的頻率位置為止的各相鄰信道間的相位差的平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。在本發(fā)明的距離測量裝置中，當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值并且存在兩個以上上述極大值時，有時上述運(yùn)算部計(jì)算從成為一個極大值的頻率位置起到成為另一個極大值的頻率位置為止的各相鄰信道間的相位差的平均值，并根據(jù)上述相位差的平均值計(jì)算到上述測量對象的距離。另外，當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值并且存在兩個以上上述極小值時，有時上述運(yùn)算部計(jì)算從成為一個極小值的頻率位置起到成為另一個極小值的頻率位置的各相鄰信道間的相位差的平均值，并根據(jù)上述相位差的平均值計(jì)算到上述測量對象的距離。在此結(jié)構(gòu)中，通過使用提供振幅的極大值的信道間或者提供極小值的信道間的相位差的平均值，不進(jìn)行傅里葉變換等復(fù)雜的處理，并消除了多路徑波的影響。因此，能夠降低距離的計(jì)算需要的計(jì)算量，并且能夠充分提高距離的計(jì)算精度。發(fā)明的效果通過本發(fā)明的距離測量裝置，不使用計(jì)算量大的快速傅里葉變換，能夠分離直接波與間接波，能夠減輕計(jì)算負(fù)荷，并且即使在多路徑環(huán)境下也能夠?qū)崿F(xiàn)精度高的距離測量。


圖1是表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式涉及的距離測量裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是圖1所示的距離測量裝置中的距離測量動作的流程圖。圖3是表示不具有極值的模式的振幅-頻率特性的例子的圖。圖4是表示僅具有一個向下凸的極值的模式的振幅-頻率特性、振幅差-頻率特性的例子的圖。圖5是表示僅具有一個向上凸的極值的模式的振幅-頻率特性、振幅差-頻率特性的例子的圖。+圖6是表示具有多個極值的模式的振幅-頻率特性的例子的圖。圖7是表示仿真模型以及距離測量的方法的圖。圖8是表示在實(shí)施例中、當(dāng)設(shè)縱軸是測量終端與反射壁的距離并設(shè)橫軸是測量終端之間的距離時的接收信號的振幅的極值的分布的圖。圖9是表示在實(shí)施例中、當(dāng)設(shè)縱軸是測量終端與反射壁的距離并設(shè)橫軸是測量終端之間的距離時的距離測量精度的分布的圖。圖10是表示在比較例中、當(dāng)設(shè)縱軸是距離反射壁的距離并設(shè)橫軸是測量終端之間的距離時的距離測量精度的分布的圖。
具體實(shí)施例方式圖1是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的距離測量裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。本實(shí)施方式涉及的距離測量裝置11具有發(fā)送系統(tǒng)，該發(fā)送系統(tǒng)具有:基準(zhǔn)振蕩器12，能夠在與信道數(shù)對應(yīng)的多個振蕩頻率振蕩；發(fā)送部13，用從基準(zhǔn)振蕩器12輸出的振蕩信號來生成與各信道對應(yīng)的距離測量用的發(fā)送信號；以及發(fā)送用天線14，用電波將從發(fā)送部13輸出的發(fā)送信號輻射。發(fā)送部13構(gòu)成為具有混頻器、帶通濾波器、功率放大器等，用振蕩頻率將發(fā)送信號上變頻為RF信號。例如，構(gòu)成為，在從2405MHz到2480MHz的頻率范圍內(nèi)，能夠分別在2.5MHz間隔的信道生成發(fā)送信號并發(fā)送。另外，距離測量裝置11具有接收系統(tǒng)，該接收系統(tǒng)具有:接收用天線15 ;接收部16，將用接收用天線15接收到的電波變換成接收信號并輸出；以及運(yùn)算部17，根據(jù)從接收部16輸出的接收信號進(jìn)行距離測量。接收部16構(gòu)成為具有低噪聲放大器、混頻器、帶通濾波器等，并且構(gòu)成為能夠按通過上述發(fā)送系統(tǒng)發(fā)送各發(fā)送信號的每個信道進(jìn)行接收。運(yùn)算部17構(gòu)成為具有:振幅相位測量部21，測量接收信號的振幅以及相位；存儲部22，存儲由振幅相位測量部21測量到的測量結(jié)果即每個信道的接收信號的振幅以及相位；振幅特性判斷部23，基于在存儲部22中存儲的各信道的接收信號的振幅數(shù)據(jù)來判斷振幅特性；相位差計(jì)算部24，根據(jù)由振幅特性判斷部23判斷出的振幅特性來求出在距離計(jì)算中所需的信道間的相位差；平均值計(jì)算部25，計(jì)算信道間的相位差的指定頻率范圍中的平均值；以及距離計(jì)算部26，基于來自振幅特性判斷部23、相位差計(jì)算部24、平均值計(jì)算部25的信息進(jìn)行距離計(jì)算。另外，運(yùn)算部17的結(jié)構(gòu)和功能可以由硬件來實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件來實(shí)現(xiàn)。另夕卜，存儲部22也可以設(shè)置在運(yùn)算部17之外。另外，在此，表示了發(fā)送系統(tǒng)與接收系統(tǒng)分離的方式的距離測量裝置11，但也可以例如共用基準(zhǔn)振蕩器12，另外將發(fā)送天線14與接收用天線15 —體化。振幅特性判斷部23基于接收頻率范圍的接收信號的振幅數(shù)據(jù)對振幅特性進(jìn)行模式劃分(〃夕一 >分《0。具體而言，判斷接收信號的振幅特性模式是沒有極值的模式(單調(diào)增加或者減少)、僅具有一個向下凸的極值(極小值)的模式、僅具有一個向上凸的極值(極大值)的模式、具有多個極值的模式中的哪一種模式。而且，基于判斷模式，切換之后的距離測量所用的處理內(nèi)容。相位差計(jì)算部24根據(jù)以從發(fā)送部13發(fā)送各信道的發(fā)送信號的發(fā)送時間為時間基準(zhǔn)并在振幅相位測量部21中測量出的各信道的相位，確定相鄰信道間的相位差。從發(fā)送部13發(fā)送的各信道的發(fā)送時間也可以與基準(zhǔn)振蕩器12的振蕩動作或者振蕩信號同步。另外，在本發(fā)明中，相鄰信道間的相位差測量方法并不限定于上述方法。接下來，說明如上所述構(gòu)成的距離測量裝置11的距離測量動作。在本實(shí)施方式中，說明了如下所謂二次雷達(dá)方式，但同樣地也能夠適用于如下所謂一次雷達(dá)方式，其中，該二次雷達(dá)方式是指，接收到發(fā)送信號的中繼器(無線轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)transponder)對于距離測量裝置11發(fā)送使相位同步后的信號，并且接收到此信號的距離測量裝置11根據(jù)接收信號來測量距離；該一次雷達(dá)方式是指，單純地對測量對象所反射發(fā)出的信號，并接收該反射波并計(jì)量距離。首先，距離測量裝置11以指定間隔依次發(fā)送各信道的發(fā)送信號。例如，基準(zhǔn)振蕩器12生成與各信道對應(yīng)的振蕩頻率的振蕩信號并依次向發(fā)送部13供給，發(fā)送部13用與各信道對應(yīng)的振蕩頻率的振蕩信號來生成頻率變換后的發(fā)送信號。關(guān)于含有多個信道的頻率范圍或信道數(shù)(相鄰信道間隔)，期望根據(jù)用途等來適當(dāng)設(shè)定。在此，設(shè)為在2405MHz 2480MHz的頻率范圍中產(chǎn)生2.5MHz間隔的32個信道的發(fā)送信號。這時，能夠測量約達(dá)60M的距離。作為測量對象的中繼器(無線轉(zhuǎn)發(fā)機(jī))接收從距離測量裝置11發(fā)送的距離測量用的發(fā)送信號，生成并發(fā)送使相位與接收到的發(fā)送信號同步的發(fā)送信號。中繼器(無線轉(zhuǎn)發(fā)機(jī))與按每個信道接收的發(fā)送信號對應(yīng)地依次返送與接收信道同一信道的發(fā)送信號。因此，從距離測量裝置11依次發(fā)送各信道的發(fā)送信號，并從中繼器(無線轉(zhuǎn)發(fā)機(jī))依次返送各信道的發(fā)送信號。以下，詳細(xì)說明距離測量裝置11接收從中繼器(無線轉(zhuǎn)發(fā)機(jī))返送的各信道的返送信號之后到距離測量完成為止的處理內(nèi)容。圖2是本實(shí)施方式涉及的距離測量裝置11中的距離測量的流程圖。在距離測量裝置11從中繼器(無線轉(zhuǎn)發(fā)機(jī))接收按每個信道依次發(fā)送(響應(yīng)發(fā)送)的發(fā)送信號時，運(yùn)算部17的振幅相位測量部21測量各信道的接收信號的振幅以及相位(步驟101)。在存儲部22中存儲用振幅相位測量部21測量出的測量結(jié)果(每個信道的接收信號的振幅以及相位)。然后，振幅特性判斷部23基于存儲部22中存儲的各信道的接收信號的振幅數(shù)據(jù)來求出振幅-頻率特性，并計(jì)數(shù)所求出的振幅-頻率特性中的極大值(PEAK)或者極小值(NULL)的數(shù)目(步驟102)。在此，因?yàn)榻邮招盘柕恼穹鶖?shù)據(jù)是例如32個信道的離散數(shù)據(jù)，所以由接收信號的振幅數(shù)據(jù)得到的振幅-頻率特性在頻率軸上是離散的。即，根據(jù)接收信號的振幅數(shù)據(jù)能夠求出的極大值、極小值并不是嚴(yán)格意義上的極大值、極小值。另一方面，由于通過如上所述那樣地使用足夠的信道數(shù)的信號，由此能夠得到近似極大值或者極小值的值，因此在此包含這樣的近似的值在內(nèi)，稱為“極大值”、“極小值”。另外，通過將對象信道中的振幅的大小與其他信道中的振幅的大小進(jìn)行比較來求出上述極大值、極小值。極大值是指，在將各信道的振幅值在頻率軸方向上排列而得到的振幅-頻率特性曲線中，從在頻率方向上連續(xù)地增加的位置起連續(xù)地減少時的最大值。在整個頻率范圍(全部信道)中，極大值并不一定是一個。極小值是指，在振幅-頻率特性曲線中，從在頻率方向上連續(xù)地減少的位置起連續(xù)地增加時的最小值。在整個頻率范圍(全部信道)中，極小值并不一定是一個。本實(shí)施方式的距離測量裝置11以極大值(PEAK)與極小值(NULL)的組合(PEAK數(shù)，NULL數(shù))來對全部信道的接收信號的振幅-頻率特性進(jìn)行分類，并檢測符合(0，O)、(I,O)、(0，I)、(彡1，彡I)這四個模式中的哪一種。具體而言，振幅特性判斷部23根據(jù)在步驟102進(jìn)行計(jì)數(shù)而得到的極大值的數(shù)目來判斷極大值的有無(步驟103)。另外 ，根據(jù)在步驟102進(jìn)行計(jì)數(shù)而得到的極小值的數(shù)目來判斷極小值的有無(步驟104、步驟105)。然后，基于判斷的結(jié)果劃分為如圖3的沒有極值的模式(0，0)、如圖4的振幅-頻率特性的僅具有一個向下凸的極值的模式(1，0)、如圖5的振幅-頻率特性的僅具有一個向上凸的極值的模式(O，I)、如圖6所示的具有多個極值的模式(彡1，彡I)中的任一種模式。在圖4以及圖5中，與振幅-頻率特性(圖4上以及圖5上)一起示出了振幅差-頻率特性(圖4下以及圖5下)。另外，在此，在判斷極大值的有無之后判斷極小值的有無，但也可以在判斷極小值的有無之后判斷極大值的有無，也可以同時判斷極大值的有無和極小值的有無。當(dāng)通過上述步驟103以及步驟104判斷為不存在極大值并且也不存在極小值時(圖3)，轉(zhuǎn)移到步驟106，當(dāng)通過步驟103以及步驟104判斷為不存在極大值并且存在極小值時(圖4的振幅-頻率特性)，或者通過步驟103以及步驟105判斷為存在極大值并且不存在極小值時(圖5的振幅-頻率特性)，轉(zhuǎn)移到步驟107，另外，當(dāng)通過步驟103以及步驟105判斷為存在極大值并且也存在極小值時(圖6)，轉(zhuǎn)移到步驟108。在步驟103 105中，以極大值和極小值的有無作為振幅特性模式的情況劃分的基準(zhǔn)是由于:相干的多路徑波的影響在振幅-頻率特性中以極大值或者極小值的形式良好地表現(xiàn)。這樣，通過使用極大值或者極小值來進(jìn)行考慮了多路徑波的影響后的距離的計(jì)算，由此即使不使用復(fù)雜的計(jì)算方法也能夠高精度地求出距離。在如圖3所示那樣地、不存在極大值以及極小值的模式下，在步驟106中，計(jì)算相位差的平均值。為此，在相位差測量部24中計(jì)算每個信道的相位，并檢測相鄰信道間的相位差(有時僅稱為“相位差”。)。各信道的相位與從距離測量裝置11到中繼器的往返距離相對應(yīng)，并作為距離測量裝置11發(fā)送信道的發(fā)送信號之后到從中繼器接收該信道的返送信號為止的延遲時間來計(jì)量。平均值計(jì)算部25計(jì)算相位差的算術(shù)平均值。當(dāng)是如圖3的沒有極值的模式時，如果僅用確定的相鄰信道間的相位差來計(jì)算距離，則當(dāng)該相位差受到多路徑波的影響大時，有時測量精度下降。在本實(shí)施方式中，由于在整個頻率范圍內(nèi)計(jì)算各相鄰信道間的相位差并對這多個相位差進(jìn)行平均化，所以能夠緩和多路徑波的影響，并能夠高精度地求出距離。 如圖3所示，計(jì)算在頻率范圍中存在的信道(^ CHn中的各相鄰信道間的相位差的平均值。另外，在提高距離測量精度的意義下，期望平均值的計(jì)算涉及的標(biāo)本的數(shù)量多，所以當(dāng)使用例如32個信道的發(fā)送信號時，期望求出能夠根據(jù)這些信號求出的全部相位差的平均值即期31個區(qū)間的相位差的平均值。但是，本發(fā)明并不需要限定于此，可以根據(jù)作為目的的精度、要求的計(jì)算時間、距離測量裝置的結(jié)構(gòu)等，適當(dāng)設(shè)定標(biāo)本的數(shù)量。在如圖4的振幅-頻率特性所示地不存在極大值并且存在極小值的模式、或者如圖5的振幅-頻率特性所示地存在極大值并且不存在極小值的模式下，在步驟107中，計(jì)算極大值或者極小值的相位差。因此，從在相位差測量部24中測量到的相鄰信道間的相位差中，提取振幅差達(dá)到最大(振幅差的絕對值最大)的相鄰信道間的相位差。這是因?yàn)?，?dāng)是如圖4的振幅-頻率特性的僅具有一個向下凸的極值的模式和如圖5的振幅-頻率特性的僅具有一個向上凸的極值的模式時，在取得極大值或者極小值的信道中多路徑波的影響最強(qiáng)，在相鄰信道間的振幅差達(dá)到最大的區(qū)間中多路徑波的影響最弱。振幅差達(dá)到最大的區(qū)間是例如在圖4中的以Pk所表示的區(qū)間、在圖5中的以Pk所表示的區(qū)間。另外，當(dāng)振幅差達(dá)到最大的區(qū)間存在兩個以上時，在距離的計(jì)算中，可以僅使用一個區(qū)間中的相位差，也可以使用兩個區(qū)間的相位差的平均值。
在如圖6所示那樣地、存在極大值并且也存在極小值的模式下，在步驟108中，計(jì)算極值間的相位差的平均值。因此，平均值計(jì)算部25利用在相位差測量部24中測量到的相鄰信道間的相位差來計(jì)算相位差的算術(shù)平均值。但是，在此，在提供極值的信道與提供另一個極值的信道之間的區(qū)間中，計(jì)算相位差的平均值。這是由于，當(dāng)是如圖6的具有多個極值的模式時，通過在提供極值的信道(例如，CHa)與提供另一個極值的信道(例如，CHb)之間累積相鄰信道間的相位差，由此能夠抵消多路徑波的影響。另外，也可以在提供極大值的信道與提供極小值的信道之間求出上述平均值，也可以在提供極大值的兩個信道之間或者提供極小值的兩個信道之間求出上述平均值。然后，基于通過上述步驟106 108得到的計(jì)算結(jié)果，距離計(jì)算部26計(jì)算作為測量對象的中繼器與距離測量裝置11的距離(步驟109)。當(dāng)對應(yīng)于圖3所示的模式并在步驟106中求出相位差的平均值時，用以下公式求出距離L (m)o另外，公式中，A (]5a (rad)表不在步驟106中得到的相位差的算術(shù)平均值，c (m* S1)表不光速，Af (Hz)表不相鄰"[目道的頻率間隔。另外，N表示測量范圍中的區(qū)間的數(shù)量，A C^i表示第i個區(qū)間中的相位差(rad)。另外，在下述公式中，在測量范圍內(nèi)的全部區(qū)間中求出算術(shù)平均，但能夠適當(dāng)變更算術(shù)平均的計(jì)算涉及的區(qū)間數(shù)。[公式I]
權(quán)利要求
1.一種距離測量裝置，其特征在于，具有: 基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號； 發(fā)送單元，利用上述振蕩信號來發(fā)送各信道的發(fā)送信號； 接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號； 振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位； 存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；以及 運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離， 上述運(yùn)算部，對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值， 當(dāng)不存在上述極大值以及上述極小值時，對上述指定頻率范圍中的各相鄰信道間的相位差進(jìn)行平均，利用該相位差平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。
2.一種距離測量裝置，其特征在于，具有: 基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號； 發(fā)送單元，利用上述振蕩信號來發(fā)送各信道的發(fā)送信號； 接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號； 振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位； 存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；以及 運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離， 上述運(yùn)算部，對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值， 當(dāng)存在上述極大值并且不存在上述極小值時、或者當(dāng)存在上述極小值并且不存在上述極大值時，在相鄰信道間之中，確定振幅差最大或者最小的相鄰信道間，利用確定后的相鄰信道間的上述相位差來計(jì)算到上述測量對象的距離。
3.—種距離測量裝置，其特征在于，具有: 基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號； 發(fā)送單元，利用上述振蕩信號 來發(fā)送各信道的發(fā)送信號；接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號； 振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位； 存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；以及 運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離， 上述運(yùn)算部，對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值， 當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值時，利用從成為上述極大值的頻率位置起到成為上述極小值的頻率位置為止的各相鄰信道間的相位差的平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。
4.一種距離測量裝置，其特征在于，具有: 基準(zhǔn)振蕩器，輸出與在指定頻率范圍內(nèi)在頻率方向上連續(xù)的多個信道分別對應(yīng)的頻率的振蕩信號； 發(fā)送單元，利用 上述振蕩信號來發(fā)送各信道的發(fā)送信號； 接收單元，接收返送信號或反射信號，該返送信號是指，從接收到上述各信道的發(fā)送信號的測量對象按每個信道返送的返送信號，該反射信號是指，來自上述測量對象的每個信道的反射信號； 振幅相位測量部，按每個信道測量由上述接收單元接收到的各返送信號或者各反射信號的接收振幅相位； 存儲部，能夠存儲由上述振幅相位測量部按每個信道測量出的接收振幅相位測量值；以及 運(yùn)算部，計(jì)算與上述測量對象之間的距離， 上述運(yùn)算部，對從上述存儲部取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值， 當(dāng)不存在上述極大值以及上述極小值時，對上述指定頻率范圍中的各相鄰信道間的相位差進(jìn)行平均，利用該相位差平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離， 當(dāng)存在上述極大值并且不存在上述極小值時、或者當(dāng)存在上述極小值并且不存在上述極大值時，在相鄰信道間之中，確定振幅差最大或者最小的相鄰信道間，利用確定后的相鄰信道間的上述相位差來計(jì)算到上述測量對象的距離， 當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值時，利用從成為上述極大值的頻率位置起到成為上述極小值的頻率位置為止的各相鄰信道間的相位差的平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。
5.如權(quán)利要求3或者4所述的距離測量裝置，其特征在于， 當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值并且存在兩個以上上述極大值時，上述運(yùn)算部計(jì)算從成為一個極大值的頻率位置起到成為另一個極大值的頻率位置為止的各相鄰信道間的相位差的平均值，根據(jù)上述相位差的平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。
6.如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的距離測量裝置，其特征在于， 當(dāng)存在上述極大值以及上述極小值并且存在兩個以上上述極小值時，上述運(yùn)算部計(jì)算從成為一個極小值的頻率位置起到成為另一個極小值的頻率位置為止的各相鄰信道間的相位差的平均值，根據(jù)上述相位差的平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。
全文摘要
本發(fā)明的目的之一在于提供使用計(jì)算量少并且能夠充分提高距離的計(jì)算精度的距離測量方法的距離測量裝置。本發(fā)明的距離測量裝置(11)的特征在于，具有基準(zhǔn)振蕩器(12)、發(fā)送單元、接收單元、振幅相位測量部(21)、存儲部(22)、運(yùn)算部(17)，上述運(yùn)算部(17)對從上述存儲部(22)取出的多個信道的接收振幅相位測量值進(jìn)行處理，判斷在上述指定頻率范圍內(nèi)是否存在與包含相鄰信道的周邊信道相比接收振幅變大的極大值或者接收振幅變小的極小值，當(dāng)不存在上述極大值以及上述極小值時，對上述指定頻率范圍中的各相鄰信道間的相位差進(jìn)行平均，利用該相位差平均值來計(jì)算到上述測量對象的距離。
文檔編號G01S13/38GK103154767SQ20118004865
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者大瀧幸夫, 高井大輔, 種村武, 佐野崇 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社