設計サポート

センサモジュール (WaveEyes)

マイクロ波センサ方式

概略

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FSKドップラー方式の場合、送信信号はCW信号を用いますが、周波数を一定時間毎に切り替えて2つの周波数でのドップラー信号を得ます。
この場合のドップラー信号も通常のドップラー方式と同じく被測定物(ターゲット)の移動速度に比例した周波数のビート信号が出力されます。この2つのビート信号の位相差が距離に相当します。

原理

ビート信号(d)は、次式で与えられます。

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fd:ドップラー周波数(Hz)
v:ターゲットの移動速度(m/s)
fo:送信波周波数(Hz)
c:光速 3×108(m/s)
θ:ターゲットの移動する方向と観測する方向との角度
2つの周波数を切り替えてF1、F2を発生させた場合、ドップラー信号は、下図に示すように距離に応じた位相差が生じます。この位相差から距離を求める方法がFSKドップラーと呼ばれる方法式です。
※FSK: Frequency shift keying

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fd1とfd2の位相差から求められる距離は、

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※ φ (rad)

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FSKドップラーセンサの構成図

F1/F2の制御は、VCOの同調電圧を制御します。(弊社製品によってはPLL制御にて周波数を制御します)
F1/F2の信号を分離させるために、ミキサの出力にサンプルホールドを設け信号を分別します。これらタイミングで得られた電圧値をAD変換などで配列し直し、各々の信号を再生します。その結果より位相差を求めます。

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Phase 80deg fb 1kHz
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Phase 180deg fb 1kHz

特徴

  • 移動している物体の距離と速度を同時に計測することが可能です。
  • 2つの周波数差を適切に設定することにより、近距離用や遠距離用に切り替えて距離の測定が可能です。
  • 主に1つの物体について、距離の計測が可能です。