FR2766574A1 - Procede d'observation de distribution d'ondes base sur une observation d'hologramme - Google Patents

Abstract

Un procédé d'observation d'hologramme pour estimer une distribution tridimensionnelle de sources d'ondes par une observation d'hologramme comprend les étapes suivantes on effectue une observation d'hologramme à deux fréquences différentes (101) et on reconstruit une image pour chaque fréquence (102); on obtient des coordonnées tridimensionnelles d'une source d'ondes sélectionnée (104); on synthétise une onde observée en supposant qu'il existe une source d'ondes unitaire virtuelle aux coordonnées obtenues à l'étape précédente et on reconstruit une image d'hologramme à partir du résultat synthétisé (105 106); et on obtient une intensité de source d'ondes vraie par un rapport entre l'intensité dans l'image reconstruite à l'étape précédente et l'intensité réelle de la source sélectionnée (107).

Description

liii I 1i 2766574

PROCEDE D'OBSERVATION DE DISTRIBUTION

D'ONDES BASE SUR UNE OBSERVAT,!ON D"'HOLOGRAMME

La présente invention concerne un procédé d'observation d'ho-

logrammie pour un hologramme d'ondes de radio et un hologramme d'on-

des acoustiques, un procédé d'estimation pour estimrer une directivité stéréoscopique d'une antenne, basé sur l'observation d'un hologramme

d'ondes de radio, et un procédé d'observation de dis'tribution d'ondes ba-

se sur l'observation d'un hologramme d'ondes de radio. La présente in-

vention concerne en particulier un procédé d'observa:ton qui peut évaluer de façon précise une onde réfléchie, en particulier dans une mesure de propagation d'une onde de radio et d'une onde acoustique, et qui peut obtenir de façon précise une distribution tridimensionnelle de sources d'ondes, un procédé qui peut estimer une directivit- stéréoscopique de l'antenne dans son état de fonctionnement réel dans des conditions d'installation, un procédé pour visualiser une distribution de courant et une distribution d'ondes électromagnétiques sur une carte de circuit de haute f-quence ou autres, et un procédé de visualisation qui convient

pour indiquer un champ de vecteurs, comme la distribution de courant.

La visualisation d'une source d'ondes élec:romagnétiques au moyen de la technologie d'hologramme d'ondes de radio employant des ropriéets d'interférences d'une onde électromagné-:ique, a été utilisée

en pratique, et elle est employée pour mesurer une distribution de cou-

rant de haute fréquence dans un but de riesure, et pour réduire un

rayonnement d'ondes électromagnétiques inutile. On peut obtenir un ho-

logramme non seulement en utilisant l'onde de radio, mais également en I la il II IIII I utilisant une onde acoustique, ce qui fait que l'hologramme est utile pour spécifier une source de bruit en visualisant une distribution de sources sonores.

Dans une reconstruction d'image de sources d'ondes par l'holo-

gramme, on effectue une observation d'interférences bidimensionnelles pour obtenir un interférogramme bidimensionnel (hologramme complexe),

et l'inteferogramme obtenu est reconstruit, pour visualiser ainsi la distri-

bution de sources d'ondes. Concrètement, lorsqu'on analyse une source

d'ondes électromagnétiques, on fixe une certaine fréquence d'observa-

tion, on utilise deux antennes, c'est-à-dire une antenne fixe et une an-

tenne mobile, à titre de capteurs d'ondes, et on fixe un plan d'observa-

tion avec balayage à une position séparée d'un objectif d'observation.

Pendant qu'on déplace l'antenne mobile dans le plan d'observation avec balayage, un signal provenant de l'objectif d'observation est reçu par les deux antennes, et à cet instant lorsque l'antenne mobile est à chaque point dans le plan d'observation avec balayage, on obtient une valeur de corrélation complexe de signaux provenant des deux antennes, grâce à

quoi on obtient l'interférogramme complexe. L'antenne mobile est égale-

ment appelée antenne de balayage.

Pour une observation active, une onde de référence est rayon-

née par une antenne et l'onde de référence est reçue par l'autre antenne.

Ensuite, on peut obtenir la valeur de corrélation complexe entre l'onde de

référence d'origine et le signal reçu.

Un procédé utilisant I'hologramme d'ondes de radio ou l'nolo-

gramme d'ondes acoustiques peut être applicable à une mesure d'une

distribution d'intensité de champ électrique dans un espace tridimension-

nel, ainsi qu'a une observation d'une distribution de sources d'ondes sur une surface bidimens;onnelle. Par exemple, dans des conditions dans

lesquelles une approximation de Fresnel est établie, en utilisant le pro-

cédé d'Aoki (Aoki et al., "Numerical Second Dimension Fresnel's Conver-

sion Method", Electronic, Communication and Information Society, Vol.

J57-B, n 8, pages 511-518, août 1974), on a obtenu la distribution tridi-

mensionnelle de sources d'ondes de la manière suivante: lorsqu'on dési-

gne par zs une distance entre le plan d'observation avec balayage et le plan de sources d'ondes, par D x D une taille dans le plan d'observation avec balayage, et par z0 une distance focale de reconstruction d'image

de sources d'ondes, on fait varier Zb avec la condition zS ' D, pour obte-

nir ainsi un ensemble d'images reconstruites, et la distribution tridimen-

sionnelle de sources d'ondes est obtenue a partir de l'ensemble d'images reconstruites. Ce procédé fait intervenir de nombreuses restrictions dans l'utilisation réelle, comme l'opération consistant a faire varier Zb avec la condition zs < D. En ce qui concerne l'analyse d'une distribution d'ondes et d'une image de sources d'ondes par un hologramme d'ondes de radio et un hologramme d'ondes acoustiques, I'inventeur de la présente invention a proposé un procédé et un appareil de mesure originaux pour reconstruire

une image de sources d'ondes, et un procédé de caicul pour la recons-

truction d'une image de sources d'ondes, par exemple dans les docu-

ments suivants: demande de brevet japonais publiée n 201459/96 (JP-

A-08201459), demande de brevet japonais publiée ne 134113/97 (JP-A-

09134113), demande de brevet japonais publiée n 133721/97 (JP-A-

09133721), demande de brevet japonais n 265997/96 et demande de

brevet japonais no 268249/96. En particulier, dans le document JP-A-

0820459 précité, le présent inventeur a prouvé que dans la région dans laquelle l'approximation de Fraunhofer peut être applicable, la présence

de deux images de reconstruction observées a des fréquences différen-

tes permet d'estimer la distribution tridimensionnelle de sources d'ondes

sans la restriction concernant la taille D du plan d'observation avec ba-

layage, et sans la nécessité de faire varier Zb, Dans le procédé qui est décrit dans le document JP-A-08201459, dans la position dans laquelle

une source d'ondes primaire est recherchée, une image de sources d'on-

des est reconstruite par l'acquisition d'un interférogramme bidimensionnel avec deux fréquences. On considère un retard de propagation a partir du

plan d'observation avec balayage jusqu'à chaque image de sources d'on-

des reconstruite, pour rearranger ainsi chaque source d'ondes dans un

espace tridimensionnel. Des ondes provenant des sources d'ondes réar-

rangées sont rayonnées à nouveau, pour les synthétiser. On estime donc

une intensité d'ondes tridimensionnelle. On présentera ci-après des des-

criptions concernant ce procédé. En premier lieu, on décrira un modèle

d'observation d'hologramme en se référant à la figure 1.

I 1111 1 I1MMI III I

Un plan d'observation d'hologramme 301 est fixé sur un plan xy (c'est-àdire z = 0), contenant une origine O. On suppose qu'un plan 302 contenant une source d'ondes se trouve dans une position distante de zs

du plan d'observation d'hologramme 301, dans une direction correspon-

dant a l'axe z. Si l'on suppose qu'un vecteur de position d'un point d'observation dans le plan d'observation d'hologramme 301 et un vecteur de position d'une source de courant dans le plan 302 contenant une source d'ondes, sont respectivement R et R', un champ électrique E(R) qui est produit en un point d'observation par la source de courant J(R') s'exprime par l'équation (1.1), en utilisant une fonction de Green dyadique G, pour

un espace tridimensionnel.

LI2 -L/2

L/2 -L/2

E(R) à cu(R-R').J(R')dx.dy,

(-L12 J-1L /2

(1.1)

i1 Si l'on suppose maintenant qu'une longueur effective de vec-

teur d'une antenne de réception est e, une distance r entre le point d'ob-

servation et la source de courant respecte une condition r >> X pour une

longueur d'onde. (= c/f, en désignant par c la vitesse de la lumière) cor-

respondant à une fréquence d'observation f, une tension de réception V a l'antenne s'exprime par l'équation (1.2), V = g2e.E (1.2)

dans laquelle g est constant.

Par conséquent, une tension de réceDtion au point d'observa-

tion s'exprime par les équations (1.3) et (1.4), de la façon suivante,

L/2,12_

V(R) w= -L/2 L/2 |e(R-R'). G(R-R').J(R')dxsdys (1.3) 2 Vh(RLi = e E-_2 = Vv(R) = 9 Ve *E(R) (1.4)

pectivement pour une onde polarisée horizontalement et une onde polari-

sée verticalement, et ne et 2ve sont des longueurs effectives de vecteur d'une antenne respectivement pour une onde polarisée horizontalement

et une onde polarisée verticalement.

Si l'équation (1.5) est établie, B(R-R') =-jou0g e (R R) G (R-R') Lv e(R -R')j iAhh(Gh,óh)sin0h Ahv(Gh,óh)sinv- ev 2=r Avh(ev,óv)sineh Avvw(ev,óv)sinev! r

= (R- R') (1.5)

l'équation (1.3) sera exprimée par l'équation (1.6),

L/2 L12

J-L/2 f-L/2 f/ V(R) / B(R-R')'J(R')dxsdYs 16

La figure 2 est un schéma pour l'explication d'un modèle d'ob-

servation d'image dans un miroir, appliquant le modèle d'observation d'hologramme précédent. On suppose qu'il existe un courant de source

d'ondes primaire J0(x0, Y0, z0) au point 402 situé devant le plan d'obser-

vation d'hologramme 401 (z = 0) (c'est-à-dire dans une direction positive

de l'axe z par rapport à ce plan). On suppose en outre qu'un plan de ré-

flexion 403 est disposé de façon à être parallèle aux axes z et y. On suppose qu'un champ électrique d'observation en un point d'observation p dans le plan d'observation d'hologramme 401 est Ep(xa, Ya), qu'un point 402 est symétrique d'un point d'image dans un miroir 404, par rapport au plan de réflexion 403, lorsqu'on l'observe a partir du point d'observation p, et qu'un courant de source d'ondes d'image dans un miroir, supposé être observé au point d'image dans un miroir 404, est J(xs, ys, zs). On suppose également qu'une distance entre l'origine O et le point 402 est r%, qu'une distance entre le point d'observation p et le point d'image dans un miroir 404 est r', et qu'une distance entre l'origine O et le point

d'image dans un miroir 404 est r'.

Avec l'approximation qui est exprimée par l'équation (2.1), en utilisant une approximation de Fraunhofer,

2 2

r' z -XaXs - YaYs x_ Ys (2.1) sZs 2zs on établit les équations (2.2) et (2.3) suivantes, I I S [J(uv) K(xaYszs) J Ep(xa,ya)e-i(uxa-vya)dxadYa (2.2) j4=tzs eJko<zs-(xs2 - ys2)/2z$) (3 s J(u, v)=K(,ys K(xsYsZs)) (2. 3) eBu0

dans lesquelles u = koxs/zs, v = koys/zs, k0 est le nombre d'onde en es-

pace libre, et uo est la perméabilité magnétique dans le vide. D'après les équations (2.1) et (2.3), un retard de propagation sera exprimé par l'équation (2.4): dK(Xs.YsZs)Dhase.z 2 2 dK(xsZ"s)-ase _ (zs + (xs2 + ys)/2zs)/c r'/c (2.4) deo Par conséquent, l'observation d'hologramme donne les équations (2.5) et (2.6) suivantes I(uv) =}J Ep(xa,ya)e-(uxa-vYa)dxadya (2.5) dI(u, V)phaser'(u, v) (26)

=- (2.6)

du c Si l'image reconstruite est obtenue pour deux fréquences qui

sont des pulsations co1 et 2 (c1 = (2), et si l'approximation qui est ex-

primée par l'équation (2.7) est introduite, r (uv) Z r0 + (e1(u,v)-e1(u0, v0))-(e2(uv)-e2(u,v0))c (2.7) on obtient les équations (2.8), (2.9) et (2.10) suivantes, xs (u,v) =r(uv)u (2.8) y,(uv) =r'(uv)v (2.9) L,,z,(u,v) =.(r'(uv)_D-(x.-(uvl)2 _- (y uv()U" (2.10) et en outre, on obtient les équations (2.11) et (2.12) suivantes, 4:r y(uv) r(u,v)lI(u,v)= 1- J(uv)I (2.11) e'(u, v)=el(u,v) + el r;(u,v)/c (2.12) Par consequent, le champ électrique de réception en un point quelconque dans l'espace tridimensionnel sera exprimé par les équations (2.13) et

(2.14).

E(x'YZ;oi) v) 1'uv y (, r"(u,v)lc (2---3 U v (,= ( _XSuv2 + Y SU 2 (Z SUv2 L r(u,v) =(x-xs(u,v)) -yys(u,v)) - (z- z(u,v)) (2.14) Par conséquent, en reconstruisant l'image de sources d'ondes

avec les deux fréquences, on peut estimer l'intensité d'onde dans l'es-

pace tridimensionnel, ce qui permet de connaître une distribution tridi-

mensionnelle de l'onde.

Cependant, dans le cas du procédé classique mentionné ci-

dessus, qui est exposé dans le document JP-A-08201459, on ne peut pas négliger une erreur qui est occasionnée par des erreurs dans la longueur effective de vecteur de l'antenne de réception et dans la fonction de

Green dyadique tridimensionnelle. Cette erreur devient plus grande lors-

que la distance entre le plan d'observation d'hologramme et le point de source d'onde devient plus faible. Elle devient également plus grande lorsque l'angle qui est formé par le point de source d'onde, par rapport à l'axe z, lorsqu'on l'observe a partir du plan d'observation, devient plus

grand. Plus précisément, du fait que dans le procédé classique décrit ci-

dessus, on n'effectue pas une compensation stricte et on utilise une ap-

proximation de Fraunhofer, il y a une possibilité de faire apparaître une grande erreur sur une amplitude estimée de la source d'onde proche du plan d'observation. La figure 3A est un schéma montrant une amplitude reconstruite de la source d'onde par le procédé classique, et la figure 3B est un schéma montrant une amplitude reconstruite dans le cas o seule

la directivité de l'antenne est compensée. Sur la figure 3B, pour la direc-

tivité de l'antenne, on utilise une directivité prenant en considération la longueur effective de vecteur. Sur les figures 3A et 3B, on effectue une

observation plus exacte lorsque le niveau devient plus proche de 1,0.

Comme il ressort des figures 3A et 3B, conformément au procédé classi-

que décrit ci-dessus, l'estimation de la distribution de sources d'ondes dans l'espace tridimensionnel produit une erreur d'observation d'environ dB et laisse une erreur d'environ 2 dB malgré la compensation de la

directivité de l'antenne.

En outre, dans le cas de la reconstruction d'une distribution d'ondes par un hologramme d'ondes de radio utilisant une antenne fixe et

une antenne avec balayage, le procédé classique ci-dessus est dés-

avantageux dans la mesure o le balayage de 'antenne doit être répété pour chaque fréquence d'observation, lorsque des visualisations dans un ensemble de spectres de fréquence sont effectuées. Ceci est occasionné

par le fait qu'un appareil pour l'acquisition d'un interférogramme com-

porte généralement un circuit de boucle d'asservissement de phase, et qu'un décalage de phase du circuit de boucle d'asservissement de phase

se produit lorsque la fréquence d'observation est changée. Il est néces-

saire de mesurer une phase absolue d'un signal reçu a chaque fréquence

d'observation, lorsqu'on observe une forme d'onde de réponse tempo-

relle. Cependant, conformément au procédé classique ci-dessus, on ne peut pas estimer la phase absolue pour le côté de l'antenne fixe, lorsque

la fréquence d'observation est changée.

On décrira ensuite l'état présent de la technologie pour l'esti-

mation de la directivité stéréoscopique d'une antenne, qui est un do-

maine d'application de l'observation d'hologramme. Au cours des dernières années, il est devenu nécessaire de disposer de techniques pour determiner la directivité d'une antenne dans un état de fonctionnement dans un lieu d'installation réel. Par exemple, dans une antenne de station de base qui est utilisée dans un système de

communication mobile cellulaire, pour éviter un brouillage entre des cel-

lules aux mêmes fréquences, et pour modifier une taille de cellule dans

un état de fonctionnement, on a utilisé une antenne à inclinaison de fais-

ceau variable, qui est capable de faire varier une inclinaison de faisceau.

Lorsqu'on utilise une telle sorte d'antenne, la directivité de l'antenne est quelquefois changée après l'installation de la station de base. Un tel changement de la directivité de l'antenne occasionne une possibilité d'apparition de défauts tels que des lobes latéraux inutiles, ce qui fait

qu'une estimation de la directivité dans l'état de fonctionnement est exi-

gee.

L'évaluation de la directivite de l'antenne a été effectuée jus-

qu'à présent en utilisant une chambre anéchoïque pour les ondes de ra-

dio. Bien qu'une évaluation de la directivité dans un plan horizontal

puisse être effectuée aisément, une évaluation d'une directivité stéréo-

scopique, dans laquelle on doit observer des directivités dans toutes les directions d'une antenne, est difficile a cause de la restriction de la chambre anéchoïque pour les ondes de radio. De plus. une évaluation de la directivité de l'antenne dans l'état de fonctionnement dans la condition d'installation réelle est extrêmement difficile, a cause d'une erreur due à diverses sortes d'ondes réfléchies, et à cause de l'impossibilité, dans la

réalité, d'observer de façon stéréoscopique l'antenne étudiée, dans tou-

tes les directions. Par exemple une antenne de station de base dans un système de communication mobile est généralement installée sur le toit d'un immeuble dans une zone urbaine. Dans de telles conditions pour l'installation de l'antenne, diverses sortes d'ondes réfléchies provenant d'immeubles adjacents et de voies de circulation sont présentes, ce qui fait que toutes sont reçues simultanément. D'autre part, du fait qu'une mesure de champ électrique peut être effectuee seulement au sol, il a été impossible de déterminer une directivité steréoscopique de l'antenne

de station de base.

On décrira ensuite l'état présent de la technologie pour la vi-

sualisation du résultat qui est acquis par une observation d'hologramme.

Dans le cas d'une observation d'onde de radio, on peut aisé-

ment séparer mutuellement une composante de polarisation verticale et une composante de polarisation horizontale. Dans un procédé classique, une image de source d'ondes qui est obtenue en reconstruisant une I) image d'hologramme pour un objectif de mesure identique, est visualisée sous la forme d'images dans quatre modes de représentation par (1) une distribution d'amplitude de la composante de polarisation horizontale, (2) une distribution de phase de la composante de polarisation horizontale,

(3) une distribution d'amplitude de la composante de polarisation verti-

cale, et (4) une distribution de phase de la composante de polarisation verticale. Cependant, les connaissances d'un expert concernant le mode d'induction et la différence de phase sont nécessaires pour analyser de

telles données d'image.

A titre d'exemple, il y a plusieurs procédes, indiqués ci-après.

pour visualiser une distribution de courant et une distribution de champ:

(1) un procéde pour visualiser un symbole de fleche dont la longueur cor-

respond a l'intensité, qui est décrit dans un document de G. Vecchi et al., Proc. 26th European Microwave Conference, Prague, pages 560-564, septembre 1996; (2) un procédé utilisant une vue aérienne dans laquelle

la hauteur est fixée conformément à l'intensité, qui est décrit dans le do-

cument de X. Ding et al., Proc. 26th European Microwave Conference, Prague, pages 574-578, septembre 1996; (3) un procéde utilisant des lignes de niveau, qui est décrit dans les documents de Y. Gao et al., Proc. 26th European Microwave Conference. Prague, pages 662-664,

septembre 1996 et I. Okada, Technical Report of Electronic, Communica-

tion.and Information Society, MW93-15, pages 99-104 (1993-04); et (4)

un procédé utilisant un codage de couleur, qui est décrit dans le docu-

ment de F. Tilley, IEEE 1995 International EMC Symposium Record, pa-

ges 435-439. Ces procédés sont désavantageux dans la mesure o les

quantités et les sortes d'information qui sont visualisées sur un seul gra-

phique ou diagramme sont réduites.

Le but de la présente invention est de procurer un procédé

d'observation d'hologramme capable d'estimer de façon précise une dis-

tribution de sources d'ondes dans un espace tridimensionnel, même dans

le cas o une source d'ondes est proche d'un plan d'observation d'holo-

gramme.

Un autre but de la présente invention est de procurer un procé-

dé capable d'estimer de façon précise une directivité stéréoscopique

d'une antenne dans un état de fonctionnement, même dans des condi-

tions dans lesquelles des éléments naturels au sol sont disposés de fa-

çon complexe.

Un but supplémentaire de la présente invention est de procurer un procédé d'observation pour une distribution d'ondes dans lequel il est possible d'observer un ensemble de spectres de fréquence en un seul

balayage d'une antenne.

Un autre but supplémentaire de la présente invention est de

procurer un procédé de visualisation par lequel des données de distribu-

tion d'ondes puissent être analysées sans les connaissances d'un expert, Le premier but de la présente invention peut être atteint au

moyen d'un procédé d'observation d'hologramme pour estimer une distri-

bution tridimensionnelle de sources d'ondes par une observation d'holo-

gramme comprenant les étapes suivantes une première étape pour ob-

tenir une observation d'hologramme à différentes fréquences, le nombre

de fréquences n'étant pas inférieur à un, et pour effectuer une recons-

truction d'une image pour un hologramme a chaque fréquence; une se-

conde étape pour sélectionner une source d'ondes à titre de zone a ex-

traire parmi une image de sources d'ondes dans l'image reconstruite; une troisième étape pour obtenir des coordonnées tridimensionnelles de la source d'ondes sélectionnée dans la zone; une quatrième étape pour synthétiser une onde observée, en supposant qu'il existe une source d'ondes unitaire virtuelle dans les coordonnées tridimensionnelles qui

sont obtenues a la troisième étape, et pour reconstruire une image d'ho-

logramme à partir d'un résultat de synthèse; et une cinquième étape pour obtenir une intensité vraie de source d'ondes à partir d'un rapport entre

I II 1 II 111111I

une intensité dans l'image reconstruite à la quatrième étape, et une in-

tensité réelle de la source d'ondes qui est sélectionnée à la seconde étape. Le second but de la présente invention peut être atteint par un procédé pour estimer une directivité stéreéoscopique d'une antenne mesu-

rée, comprenant les étapes suivantes: une étape d'observation pour uti-

liser l'antenne mesurée à titre de source d'ondes primaire, pour disposer un point d'observation de façon a recevoir une onde directe et une onde

réfléchie à partir de la source d'ondes primaire, et pour obtenir des coor-

données tridimensionnelles de la source d'ondes primaire et une intensité i1,,, de celle-ci, et des coordonnées tridimensionnelles d'une source d'ondes d'image dans un miroir, et une intensité de celle-ci, par une observation

d'hologramme à deux fréquences, la source d'ondes d'image dans un mi-

roir correspondant à l'onde réfléchie; une étape de détermination

d'orientation pour obtenir une orientation d'un point de réflexion corres-

pondant à la source d'ondes d'image dans un miroir, lorsqu'elle est ob-

servée à partir de la source d'ondes primaire, sur la base des coordon-

nees tridimensionnelles de la source d'ondes primaire et de la source

d'ondes d'image dans un miroir qui sont obtenues dans l'étape d'obser-

vation, et sur la base des coordonnées tridimensionnelles du point d'ob-

servation; et une étape de calcul pour calculer une directivité d'antenne de la source d'ondes primaire, dans une direction du point de réflexion,

en multipliant un inverse d'un coefficient de réflexion au point de re-

flexion par une intensité d'une source d'ondes d'image dans un miroir qui

correspond au point de réflexion.

Le but supplémentaire de la présente invention peut être atteint

par un procédé pour l'observation d'une distribution d'ondes par l'accom-

plissement d'une mesure d'interférence bidimensionnelle pour des ondes rayonnées d'un ensemble de fréquences d'observation, comprenant les étapes suivantes: on fournit un premier capteur pour détecter l'onde rayonnée de façon a émettre un premier signal, un second capteur pour détecter l'onde rayonnée de façon à émettre un second signal, et des

premier et second systèmes de mesure, chacun d'eux étant destiné à ex-

traire une composante d'une fréquence d'observation sélectionnée, parmi I'ensemble de fréquences d'observation, chacun des premier et second systèmes de mesure ayant une boucle d'asservissement de phase; on

effectue une première étape pour obtenir une corrélation entre des infor-

mations de sortie des premier et second systèmes de mesure, pour four-

nir en sortie une première valeur de corrélation en appliquant le premier signal aux premier et second systèmes de mesure; on effectue une se- conde étape pour obtenir une corrélation entre des informations de sortie des premier et second systèmes de mesure, pour fournir en sortie une seconde valeur de corrélation en appliquant le premier signal au premier

système de mesure, tout en appliquant le second signal au second sys-

tème de mesure; on sélectionne différentes fréquences d'observation et

l,,,on effectue la première étape et la seconde étape pour chacune des dif-

férentes fréquences d'observation sélectionnées, pour obtenir les pre-

"mière et seconde valeurs de corrélation; et en utilisant la première valeur

de corrélation, on annule un effet d'une valeur de déphasage de la bou-

cle d'asservissement de phase qui est dû à un changement d'une fré-

quence d'observation, cet effet étant inclus dans la seconde valeur de corrélation. L'autre but supplémentaire de la présente invention peut être

atteint par un procédé de visualisation de distribution d'ondes qui est ba-

se sur une amplitude G1" et une phase e1" pour une première compo-

sante de polarisation, et une amplitude G2" et une phase 02" pour une seconde composante de polarisation, a chaque point, comprenant les étapes suivantes: on génère une ellipse basée sur les amplitudes Gl" et G2" et les phases 01" et 02" à chaque point; et on visualise l'ellipse sur un écran de visualisation en un point de visualisation correspondant au point. Dans la présente invention, l'onde observée signifie un champ électrique observé dans le plan d'observation d'hologramme si, par exemple, on effectue une observation d'un hologramme d'ondes de radio, et l'onde observée signifie également un champ sonore observé si on effectue une observation d'un hologramme d'ondes sonores. En outre, la source d'ondes unitaire virtuelle signifie une source d'ondes virtuelle ayant une intensité d'une valeur prédéterminée, et la source d'ondes unitaire virtuelle signifie une source de courant unitaire virtuelle si on effectue une observation pour un hologramme d'ondes de radio. Dans le but de simplifier le calcul, la valeur prédéterminée précédente doit de

préférence être égale à un (1).

Dans le procédé d'observation d'hologramme de la présente invention, si l'on suppose que la source d'ondes unitaire virtuelle se trouve dans la position de source d'ondes tridimensionnelle qui est obte- nue par l'observation d'hologramme, I'onde observée est synthétisée pour obtenirl'image d'hologramme, et l'intensité de source d'ondes qui est mesurée par l'intensité de l'image d'hologramme, par la source d'ondes unitaire virtuelle, est normalisée, grâce à quoi on obtient une amplitude de source d'ondes vraie. En outre, on exclut des zones dans lesquelles

l I'intensité est supérieure a une valeur prédéterminée dans l'image re-

construite qui est obtenue a partir de la source d'ondes unitaire virtuelle, et on effectue un calcul de façon répétée, grâce a quoi il est possible

d'éviter l'extraction de pseudo-sources d'ondes qui sont dues à l'étale-

ment de l'image, et on peut obtenir de façon plus précise l'amplitude de

la source d'ondes et la distribution de la source d'ondes.

Dans le procédé d'observation d'hologramme de la présente

* invention, dans l'image qui est reconstruite à la quatrième étape, des ré-

gions dans lesquelles les intensités ne sont pas inférieures à une valeur prédéterminée doivent être exclues de la zone qui est sélectionnée à la seconde étape, et les troisième, quatrième et cinquième étapes doivent être répétées. En outre, la synthèse de l'onde observée à la quatrième étape doit être effectuée en prenant en considération la directivité de l'antenne qui est utilisée pour l'observation d'hologramme, et l'étalement

dans l'image reconstruite.

Dans le procédé d'estimation de directivité stéréoscopique d'une antenne de la présente invention, I'onde directe et l'onde réfléchie provenant de la source d'ondes primaire sont reçues, et l'observation d'hologramme à deux fréquences est effectuée. On estime la directivité stéréoscopique de la source d'ondes primaire a partir de l'intensité de

source d'ondes qui est obtenue et de l'orientation du point de réflexion.

Même dans le cas dans lequel des emplacements auxquels le point d'ob-

servation peut être placé sont limités, en utilisant positivement l'onde ré-

fléchie, il est possible d'effectuer l'estimation de la directivité stéréosco-

pique sur une grande étendue. On utilisera le procédé d'observation

d'hologramme précédent a titre de procédé pour l'observation d'holo-

gramme à deux fréquences.

Sauf dans le cas de l'incidence d'une onde TE (onde de mode transverse électrique) dans du béton, un coefficient de réflexion au point de réflexion dépend d'un angle d'incidence, Dans le procédé d'estimation

de directivité stéréoscopique de la présente invention, lorsque le coeffi-

cient de réflexion au point de réflexion dépend de l'angle d'incidence, on doit également calculer l'angle d'incidence au point de réflexion vu de la source d'ondes primaire, à l'étape de détermination d'orientation. A I'étape de calcul, après avoir calcule le coefficient de réflexion sur la ' base de l'angle d'incidence, on doit calculer de préférence la directivité

de l'antenne.

"": En outre, dans le procédé d'estimation de directivité stéréosco-

pique de la présente invention, on observe un ensemble de sources d'on-

des d'image dans un miroir en un point d'observation, et on accomplit de préférence l'étape de détermination d'orientation et l'étape de calcul pour chaque source d'ondes d'image dans un miroir. En outre, pour obtenir la

directivité dans un grand nombre de directions, il est préférable d'accom-

plir l'étape d'observation, I'étape de détermination d'orientation et l'étape

de calcul pendant que le point d'observation est déplace.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront

mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de

réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de

la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels:

La figure 1 est un schéma pour l'illustration d'un modèle d'ob-

servation d'hologramme;

La figure 2 est un schéma pour l'illustration d'un modèle d'ob-

servation d'image dans un miroir; La figure 3A est une représentation graphique montrant une amplitude reconstruite d'une source d'ondes, obtenue par le procédé classique; La figure.3B est une représentation graphique illustrant une amplitude reconstruite dans le cas o seule une directivité d'une antenne est compensée; La figure 4 est un schéma synoptique montrant un exemple

16 2766574

d'une structure d'un appareil d'observation qui est utilisé dans la aise en

oeuvre d'un procéde d'observation d'hologramme d'un mode de ealisa-

tion préféré de la présente invention, La figure 5 est un schéma synoptique montrant un exemple d'une autre structure de l'appareil d'observation; La figure 6 est un schéma synoptique montrant un exemple

d'une structure d'un détecteur vectoriel d'integration de Fourier synthéti-

see; La figure 7 est un organigramme montrant des procédures du procédé d'observation d'hologramrne;

La figure 8A est une représentation graphique montrant des ré-

sultats qui sont obtenus par simulation d'une erreur d'une mesure d'am-

plitude de source d'ondes, conformément au procédé de la présente in-

vention;

La figure 8B est une représentation graphique montran: des ré-

sultats d'observation réelle de coefficients de réflexion sur le sol;

Les figures 9A et 9B sont des représentations graphiques mon-

trant chacune un résultat qui est obtenu par simulation d'une relation en-

tre une différence de fréquence et une erreur de mesure de distance; La figure 10 est un organigramme montrant des procédu-es d'un procédé pour estimer une directivité stéréoscopique d'une antenne,

La figure 11A est un schéma montrant un exemple de configu-

rations d'un point d'observation, d'une source d'ondes primaire, d'un point de réflexion et d'une source d'ondes d'image dans un miroir

La figure 11B est un schéma montrant un exemple d'une confi-

guration pour l'observation réelle; La figure 12 est un schéma synoptique montrant une s:ructure

d'une unité de mesure d'un appareil de visualisation de distribution d'on-

des, conforme a un autre mode de réalisation de la présente invention; La figure 13 est un schéma synoptique montrant une structure d'une unité de présentation de l'aopareil de visualisation de dis:ribution d'ondes; La figure 14 est un schéma montrant un tracé d'ellipse qui est utilise pour la présentation; et Les figures 15A et 15B sont de schemas montrant des exemples

de présentation.

Un appareil d'observation d'hologramme qui est représente sur la figure 4 effectue une observation basée sur un procéde d'observation

d'hologramme d'un mode de réalisation préfére de la présente invention.

On décrira ici un cas dans lequel une distribution tridimensionnelle de

sources d'ondes est obtenue en effectuant une observation d'un holo-

gramme d'ondes de radio.

L'appareil d'observation d'hologramme observe l'hologramme d'onde de radio avec une onde non modulée, et il comprend un plan

d'observation d'hologramme 12 qui est disposé dans un plan xy (c'est-à-

dire z = 0). La taille du plan d'observation d'hologramme 12 est par exemple de 58 cm x 58 cm, et une antenne de balayage 13 pour observer à la fois

une composante de polarisation verticale (V) et une composante de pola-

risation horizontale (H) est déplacée dans le plan d'observation d'holo-

gramme 12, par exemple à des intervalles de 9 mm, par un mécanisme de balayage (non représenté). Outre l'antenne de balayage 13, une antenne fixe 14, qui ne se déplace pas, est disposée dans le plan d'observation d'hologramme 12. On désignera par le symbole (xa, ya) la position de

l'antenne de balayage 13 dans le plan d'observation d'hologramme 12.

Des signaux de réception de la composante de polarisation ver-

ticale et de la composante de polarisation horizontale provenant de l'an-

tenne de balayage 13 sont appliqués à un commutateur d'alternance 15,

et l'une des composantes de polarisation verticale et horizontale est sé-

lectionnée, pour appliquer ainsi la composante sélectionnée à un analy-

seur de spectre 16. D'autre part, le signal de réception provenant de l'antenne fixe 14 est appliqué à l'autre analyseur de spectre 17. Ces analyseurs de spectre 16 et 17 transmettent les signaux reçus ayant des composantes de bande de fréquence désirées (par exemple une largeur de bande de fréquence BW = 1 kHz), parmi les signaux de réception qui proviennent de l'antenne de balayage 13 et de l'antenne fixe 14, et ils effectuent des conversions de fréquence pour les signaux sélectionnés, de façon à convertir le signal à une fréquence intermédiaire (FI), par exemple de 21,4 MHz. A titre d'exemple, lorsqu'on utilise un analyseur de spectre R3271 fabriqué par Advantest Corporation, un asservissement de phase sur un signal de fréquence de référence fref est effectué, pour fonctionner ainsi dans un mode de plage de fréquence de zéro. On peut donc réaliser de tels analyseurs de spectre 16 et 17. Lorsque l'analyseur de spectre R3271 fabriqué par Advantest Corporation est utilise pour l'analyseur de spectre, du fait qu'une source de fréquence de reference de 10 MHz est en réalité incorporée dans celui-ci, un signal provenant de

la source de fréquence de référence qui est incorporée dans un analy-

seur de spectre 16 est utilisé pour le signal de fréquence de référence fref précédent, et ce signal de fréquence de référence fref peut être fourni

a l'autre analyseur de spectre 17.

Des mélangeurs 18 et 19 sont disposés sur les deux sorties des

analyseurs de spectre 16 et 17. Un oscillateur local 20 applique aux mé-

langeurs 18 et 19 une fréquence d'oscillation locale de 22,4 MHz. Le si-

gnal de la fréquence intermédiaire FI est soumis a une conversion de

fréquence de façon à obtenir un signal d'environ 1 MHz, par exemple.

L'oscillateur local 20 fonctionne en étant asservi en phase sur le signal de fréquence de référence fref. Des filtres passe-bas 21 et 22 destinés à éliminer une composante de fréquence élevée inutile, aux sorties des

mélangeurs 18 et 19, sont respectivement disposés sur les côtés de sor-

tie des mélangeurs 18 et 19. Les signaux de sortie des filtres passe-bas 21 et 22 sont respectivement appliqués à des sections de transformation de Fourier 23 et 24. Les sections de transformation de Fourier 23 et 24

effectuent une transformation de Fourier discrète complexe pour les si-

gnaux de sortie des filtres passe-bas 21 et 22, et des signaux d'horloge, par exemple d'une fréquence de 10,24 MHz, provenant d'un oscillateur

d'horloge 25, leur sont appliqués à titre de signaux d'horloge d'échan-

tillonnage. L'oscillateur d'horloge 25 fonctionne également en étant sou-

mis a un verrouillage de phase sur le signal de fréquence de référence fef. Une intégration de Fourier synthétisée (ou SFI pour "Synthesized Fourier Integration") de deux canaux est exécutée par ces deux sections

de transformation de Fourier 23 et 24.

Lorsqu'on désigne par Sm(Xa, ya fs) (fs: une fréquence) un si-

gnal de sortie d'une section de transformation de Fourier 23 correspon-

dant à l'antenne de balayage 13, et on désigne par Sr(fs) un signal de sortie de l'autre section de transformation de Fourier 24 correspondant à I'antenne fixe 14, un hologramme complexe C(xa, Ya) est exprimé par

l'équation (3) suivante.

C(xa,ya) = S (xa,ya,fs) ISr(fs)l (3) sr(fs) En outre, lorsqu'on utilise une onde modulée. on peut employer

l'appareil d'observation d'hologramme qui est représenté sur la figure 5.

L'appareil d'observation d'hologramme représenté sur la figure 5 comprend un plan d'observation d'hologramme 31 qui se trouve dans un plan xy. La taille du plan d'observation d'hologramme 31 est par exemple de 58 cm x 58 cm. Une antenne de balayage 33 pour l'observation de la

composante de polarisation verticale (V) et de la composante de polari-

sation horizontale (H) est déplacée dans le plan d'observation d'holo-

gramme 31 à des intervalles de 9 mm par un mécanisme de balayage

(non représenté). En outre, une antenne fixe 34 et une antenne rayon-

nante 35 sont incorporées, a distance de l'antenne de balayage 33.

L'antenne rayonnante 35 est connectée à une source de signal 36. L'an-

tenne fixe 34, l'antenne rayonnante 35 et la source de signal 36 permet-

tent d'obtenir une onde de référence pour l'observation d'hologramme. Au moyen d'un commutateur d'alternance 37, on obtient pour le signal de l'onde de référence un signal parmi le signal de réception provenant de

l'antenne fixe 34 et le signal provenant de la source de signal 36.

Les signaux de réception des composantes de polarisation ver-

ticale et horizontale provenant de l'antenne de balayage 33 sont appli-

qués au commutateur d'alternance 38. L'une des composantes verticale

et horizontale est sélectionnée, et la composante sélectionnée est appli-

quée à un analyseur de spectre 39. En outre, le signal de référence qui est obtenu en sélectionnant un signal parmi le signal qui provient de l'antenne fixe 34 et le signal qui provient de la source de signal 36, au moyen du commutateur d'alternance 37, est appliqué à l'autre analyseur

de spectre 40. Les analyseurs de spectre 39 et 40 sont employés sélecti-

vement pour laisser passer à travers eux les composantes de bande de fréquence désirées (par exemple une largeur de bande BWs = 20 kHz)

respectivement du signal de réception provenant de l'antenne de ba-

layage 33 et du signal de référence. En même temps, les analyseurs de

spectre 39 et 40 sont employés pour effectuer une conversion de fré-

quence de façon à convertir ces signaux en une fréquence intermédiaire Fl (par exemple 21,4 MHz). Cette conversion de fréquence peut par exemple être effectuée en asservissant en phase les deux analyseurs de spectre 39 et 40 sur le signal de fréquence de référence fref, et en les

faisant fonctionner dans un mode correspondant a un intervalle de fré-

quence de zéro. On peut utiliser par exemple pour chacun des analyseurs de spectre 39 et 40 un analyseur de spectre R3271 fabriqué par Advantest Corporation. Dans ce mode de réalisation, si l'on suppose par

exemple qu'une source de fréquence de référence de 10 MHz est incor-

porée dans l'analyseur de spectre 40, un signal provenant de la source de fréquence de référence qui est incorporée dans l'analyseur de spectre sera utilisé pour le signal de fréquence de référence free précédent, et le signal de fréquence de référence fref est appliqué à l'autre analyseur

de spectre 39.

Des mélangeurs 41 et 42 sont respectivement disposés sur les

côtés de sortie des analyseurs de spectre respectifs 39 et 40. Les mé-

langeurs 41 et 42 reçoivent des fréquences d'oscillation locale, par

exemple de 6 MHz et 7 MHz, provenant respectivement d'oscillateurs lo-

caux 43 et 44. Les mélangeurs 41 et 42 effectuent la conversion de fré-

quence pour les signaux de la fréquence intermédiaire Fl qui proviennent des analyseurs de spectre 39 et 40, pour les convertir ainsi en signaux ayant par exemple des fréquences de 15,4 et 14,4 MHz, qui différent

mutuellement d'environ 1 MHz, Les oscillateurs locaux 43 et 44 fonction-

nent en étant asservis en phase sur la fréquence de référence f-e'. Pour

prélever seulement des signaux d'une composante de fréquence prédé-

terminee sur les sorties des mélangeurs 41 et 44, des filtres passe- bande et 46, ayant par exemple une largeur de bande BWs d'environ 20 kHz,

sont placés sur les côtés de sortie des mélangeurs 41 et 42. Un multi-

plieur 47 est incorporé pour recevoir les signaux de sortie des filtres passe-bande 45 et 46. Un signal de sortie du multiplieur 47 traverse un filtre passe-bande 48 (ayant par exemple une fréquence centrale f0 = 1 MHz et une largeur de bande BWó = 1 kHz). Ensuite, le signal de sortie du multiplieur 47 est appliqué à un détecteur vectoriel d'intégration de

Fourier synthétisée (ou SFI) 49, en compagnie de la fréquence de ré-

ference fre Le détecteur vectoriel de SFI 49 effectue une intégration de Fourier synthétisée pour effectuer une détection vectorielle pour le signal d'entrée (c'est-à-dire le signal de sortie du multiplieur 47), et il fournit en sortie 'hologramme complexe C(xa, Ya) qui est exprimé par l'équation (4) suivante. - BwV/2 C(Xaya) = Sr (f) Sm(xalYa, f)df (4) È; BWNs/2

Ici, dans l'équation (4), Srnm(Xa, Ya, f) désigne un signal de ré-

ception de l'antenne de balayage 33, et Sr(f) désigne le signal d'onde de référence. En réalité, le multiplieur 47 effectue une multiplication dans la

formule d'intégration de l'équation (4). La détection vectorielle est effec-

tuée par le détecteur de SFI 49, grâce à quoi les composantes réelle et imaginaire de 'hologramme complexe sont obtenues sous la forme de composantes en cosinus et en sinus qui sont respectivement extraites

dans le détecteur vectoriel de SFI 49.

L'hologramme complexe calculé de la manière décrite ci-dessus

est fourni à un ordinateur personnel 50 pour être enregistré dans celuici.

L'ordinateur personnel 50 commande également la position (xa, Ya) de

l'antenne de balayage 33 dans le plan d'observation d'hologramme 31.

La figure 6 montre un exemple de structure du détecteur vecto-

riel de SFI 49.

Dans le détecteur vectoriel de SFI 49, un synthétiseur numéri-

que 61 est incorporé pour recevoir le signal de fréquence de référence

fref. Comme représenté sur la figure, le synthétiseur numérique 61 gé-

nére un signal numérique dont la valeur change pas à pas, conformément

au signal de fréquence de référence fref. Le signal numérique est direc-

tement appliqué à une mémoire d'onde sinusoïdale 64, tandis que le si-

gnal numérique est applique a l'autre mémoire d'onde sinusoïdale 65 après avoir traversé un additionneur numérique 63. Dans l'additionneur numérique 63, des données de phase égales à la valeur d'avance de

phase sont additionnées. Les mémoires d'onde sinusoïdale 64 et 65 en-

registrent les valeurs de l'onde sinusoïdale à chaque instant, lorsqu'un cycle est divisé en parties égales. En appliquant aux mémoires 64 et 65

des signaux numériques dont les valeurs changent d'un incrément pré-

déterminé en synchronisme avec des horloges, les mémoires 64 et 65 fournissent en sortie les signaux numériques dont la valeur change sous la dépendance de l'onde sinusoïdale. Des multiplieurs analogiques/ numériques 66 et 67 sont incorporés sur les côtés de sortie des memoi- res d'onde sinusoïdale 64 et 65, et chacun de ces multiplieurs multiplie

les signaux numériques et analogiques. Les signaux de sortie des mémoi-

res d'onde sinusoïdale 64 et 65 sont appliqués sous la forme d'un signal

numérique aux multiplieurs analogiques/numériques 66 et 67.

Le signal d'entrée qui est appliqué au détecteur vectoriel de SFI 49 à partir du multiplieur 47 (voir la figure 5), par l'intermédiaire du filtre passe-bande 48, est appliqué à une borne d'entrée du côté analogique des multiplieurs analogiques/numériques 66 et 67, par l'intermédiaire du

filtre passe-bande 62. Les signaux de sortie des multiplieurs analogi-

ques/numériques 66 et 67 sont appliqués à des convertisseurs analogi-

que/numérique (convertisseurs A/N) 70 et 71 par l'intermédiaire d'inté-

grateurs respectifs 68 et 69. Ensuite, les signaux de sortie des convertis-

seurs analogique/numérique 70 et 71 sont appliqués à une section de

calcul 72, et un résultat de détection vectorielle est calculé dans celle-ci.

En utilisant le synthétiseur numérique 61 et les mémoires d'onde sinusoïdale 64 et 65, des ondes sinusoïdales d'une fréquence quelconque, dont la phase est asservie sur la fréquence de référence

fref, sont générées sous la forme du signal de référence dans le détec-

teur vectoriel de SFI 49. Ensuite, les multiplieurs analogiques/numériques 66 et 67 multiplient les signaux de référence, par exemple a 1 MHz, qui sont synthétisés à partir du signal de fréquence de référence fef, avec

les signaux d'entrée respectifs. et les résultats de multiplication sont in-

tégrés par les intégrateurs respectifs 68 et 69. Par conséquent, en fixant des données de phase a une valeur égale à la valeur de déphasage:/2, les données de phase étant additionnées dans l'additionneur numérique

63, à titre de composantes d'une fréquence de 1 MHz des signaux d'en-

trée, on extrait une composante en sinus et une composante en cosinus,

grâce à quoi on effectue une détection vectorielle.

On va décrire des procédures dans le cas o le procédé d'ob-

servation de la présente invention est mis en oeuvre en utilisant l'appa-

reil d'observation d'hologramme précédent. La figure 7 est un organi-

gramme montrant des étapes de traitement. que 'on peut résuser comnme sui: 101 Observation d'hologramme a deux fréquences (par exemple GHz et 10,005 GHz) avec un appareil d'observation d'hologramme 102 Reconstruire l'hologramme à deux fréquences observé, pour obtenir I(u,v), xs(u,v), y5(u,v) et zS(u,v) 103 Etablir une carte de zone d'extraction d'image 104 Obtenir les coordonnées de source d'ondes (xs', Ys', zs') de l'image I(um, Vm) qui donne le niveau maximal parmi les images, à titre d'objet de recherche dans la carte de zone d'extraction d'image Placer une source de courant unitaire virtuelle (source d'ondes unitaire virtuelle) à (xs', y5', zs') et synthétiser le champ électrique observé 106 Reconstruire l'image d'hologramme synthétisée pour le champ électrique observé, et désigner cette image par P(u,v) 107 Obtenir l'amplitude complexe vraie de la source d'ondes à (x5', Ys', z5'), sous la forme l(um, Vm)/P(um, Vm) 108 Exclure de la carte de zone d'extraction d'image une zone dont le niveau dépasse un niveau prédéterminé dans l'image d'hologramme P (u,v) 109 Est-ce que la condition d'achèvement est satisfaite ? : Fournir une liste d'amplitudes complexes vraies extraites de sources d'ondes et leurs coordonnées lb b. 2766574 Premièrement, à l'étape 101, on observe un hologramme a deux

fréquences, par exemple 10 GHz et 10,005 GHz. En utilisant les equa-

tions (2.5) à (2.10) précédentes, a l'étape 102, on calcule I(u, v), xs(u, v), ys(u, v) et z,(u, v) à partir d'une image reconstruite de 'hologramme à deux fréquences qui est observé. Ensuite, a l'étape 103, pour la partie dont on désire extraire la source d'ondes dans un espace d'image de

(u, v), on fixe un marquage indiquant que la partie est un objet de re-

cherche, c'est-a-dire que l'on forme une carte de zone d'extraction d'image. Ensuite, à l'étape 104, on obtient l'image 1(um, Vm) donnant le

niveau maximal dans l'image qui est traitée comme les objets de recher-

che par la carte de zone d'extraction d'image. On obtient les coordon-

nées de source d'ondes (xs', Y,', zs') dans cette image. Plus précisément, on doit établir, xS = xs(Um, vm) (5.1) Ys' = Ys(urm, Vm) (5.2) zs = Zs(u, vm) (5.3)

Ensuite, à l'étape 105, on dispose une source de courant unitaire vir-

tuelle à titre de source d'ondes unitaire virtuelle à ces coordonnées (xs',

Ys', zs'). En utilisant les équations (1.1) a (1.6) précédentes, on synthé-

tise le champ électrique observé. En utilisant les équations (1.1) a (1. 6), on dit que l'on a pris en considération l'étalement de l'image reconstruite et les influences de la directivite de l'antenne de réception. Ensuite, à l'étape 106, l'image d'hologramme pour le champ électrique observé qui a été synthétisé à l'étape 105 est reconstruite conformément à l'équation

(2.5), et cette image reconstruite est désignée par P(u, v).

Ensuite, à l'étape 107, en comparant une intensité reconstruite

de la source d'ondes unitaire virtuelle, qui est disposée à la même posi-

tion que la source d'ondes vraie, avec l'image reconstruite observée, on obtient l'intensité de source d'ondes vraie. Plus précisément, l'amplitude

1111II11111II I

complexe vraie de la source d'ondes a (xs', Ys', zs') est obtenu par l'ex-

pression I(um, vm)/P(um, vm), Lorsque l'intensité de source d'ondes vraie est obtenue, a l'étape 108, on recherche une zone dans laquelle la valeur

de P(u, v) dans l'hologramme apres la synthèse dépasse un niveau pré-

déterminé (c'est-a-dire une limite d'extraction d'image), et la zone qui a fait l'objet de la recherche est exclue de la carte de zone d'extraction d'image. L'exclusion de cette zone est effectuée dans le but d'empêcher une extraction de la source d'ondes virtuelle, à cause de l'étalement de l'image. A l'étape 108, on exclut la région qui correspond a la source d'ondes dont l'amplitude complexe vraie est obtenue en effectuant les

processus jusqu'à l'étape 107. Ensuite, lorsque la source d'ondes sui-

vante est recherchée, des influences de l'étalement de l'image de la

tl:il " source d'ondes qui a deja eté obtenue ne peuvent pas se manifester.

Ensuite, à l'etape 109, on détermine si des conditions d'achè-

vement sont satisfaites. Si les conditions d'achèvement ne sont pas sa-

tisfaites, le processus retourne à l'étape 104, et les processus précé-

dents sont répétés. Si les conditions d'achèvement sont satisfaites, le processus avance jusqu'à l'étape 110, et l'amplitude complexe de la source d'ondes vraie extraite et la liste de ses coordonnées sont fournies

en sortie, ce qui achève les processus. Des conditions d'achèvement ap-

propriées à l'étape 109 peuvent être adoptées de manière arbitraire. On

peut adopter par exemple les conditions suivantes: "Des sources d'on-

des en un nombre supérieur à un nombre fixé à l'avance ont eté ex-

traites.", "Une taille de la zone d'extraction d'image est réduite à une va-

leur supérieure a un rapport prédéterminé, en comparaison avec un tout." et "Le niveau d'objet d'extraction I(um, v,,) est devenu inférieur a une

valeur prédéterminée (par exemple la limite d'extraction d'image précé-

dente)." La figure 8A montre les résultats de simulation d'une erreur d'une mesure d'amplitude de source d'ondes dans le cas o on utilise le procédé de ce mode de réalisation de la présente invention. La figure 8A montre l'erreur de la mesure d'amplitude de source d'ondes lorsque la taille du plan d'observation d'hologramme 12 était fixée à 57 cm x 57 cm,

la fréquence d'observation fs était fixée à 10 GHz, et l'observation holo-

graphique à deux fréquences était effectuée dans la condition ys = 1 m.

l lIII I

2766574

2 5

En comparaison avec l'amplitude reconstruite classique qui est repré-

sentee sur la figure 3A et la figure 3B, il ressort que l'erreur est notable-

ment réduite dans le mode de réalisation présent.

La figure 8B montre les résultats de mesure réels d'un coeffi-

cient de réflexion au sol conformément au procédé d'hologramme a deux fréquences du mode de réalisation présent. Ici, I'incidence sur le sol doit

avoir lieu dans un mode TE, et I'indice de réfraction complexe de la ré- flexion au sol doit être de 2,55-j0,004. On a observé le rapport entre

l'intensité de la source d'ondes d'image dans un miroir et l'intensité de la source d'ondes primaire, dans des conditions dans lesquelles la taille du

t,,,plan d'observation d'hologramme était fixée a 57 cm x 57 cm, la fré-

quence d'observation était fixée à 10 GHz, l'antenne dipôle remplissant la fonction de la source d'ondes était disposée en une position située à 1 m au-dessus du sol, et x5 = 0,4 m, zs = 3,0 a 5,4 m. Conformément au procédé de ce mode de réalisation de la présente invention, il ressort qu'il n'y a presque pas de différence entre la valeur calculée et la valeur mesurée. En outre, on a examiné par des simulations sur ordinateur la différence de fréquence Af entre les deux fréquences qui sont utilisées dans l'observation d'hologramme à deux fréquences et l'erreur de mesure

de distance. On a effectué la simulation dans des conditions dans les-

quelles la position de la source d'ondes primaire était à x0 = Yo = 0 m et z0 = 5 m, zs = 8 m, la taille du plan d'observation d'hologramme était de

57 cm x 57 cm, la fréquence d'observation fs était de 10 GHz, et le rap-

port S/B (rapport signal à bruit) était de 8 dB. Les résultats de simulation sont représentés sur la figure 9A et la figure 99 sous la forme de l'erreur sur la distance Rs entre l'origine O et la source d'ondes d'image dans un

miroir. La figure 9A montre les résultats de simulation lorsque la diffé-

rence de fréquence Af était de 5 MHz. La figure 9B montre les résultats

de simulation lorsque la différence de fréquence Af était de 20 MHz.

Dans la condition dans laquelle le rapport S/B est de 8 dB, si Af = 5 MHz, la plage d'erreur est de 40 cm dans une plage de mesure de 30 m, et si f = 20 MHz, la plage d'erreur est de 10 cm dans une plage de mesure de

-7,5 m.

Comme on l'a montre avec les valeurs de mesure et les exem-

pies de simulation, en utilisant l'observation d'hologramme à deux fré-

quences, bien que des bruits soient présents dans l'observation, on peut obtenir une excellente précision de mesure de distance si on sélectionne

de façon appropriée la différence de fréquence Af entre les deux fré-

quences qui sont utilisées pour l'observation, ainsi que la plage de distance d'observation. La présente invention compense les diverses sortes d'erreurs d'observation, en utilisant une telle précision de mesure de distance élevée dans l'observation d'hologramme à deux fréquences. La longueur effective de vecteur de l'antenne sonde peut être obtenue de façon précise en utilisant une méthode de moment. En outre, la fonction de transfert entre le plan d'observation et le point de source d'ondes peut être obtenue de façon précise en utilisant la fonction de Green dyadique tridimensionnelle. En outre, dans la présente invention, la position de la source d'ondes est estimée en utilisant les équations (2.1) à (2.10), I'estimation

de la valeur d'observation pour le courant unitaire est effectuée en utili-

sant les équations (1.1) à (1.6), et le résultat de la reconstruction

d'image utilisant l'équation (2.5) est comparé avec le résultat de la re-

construction d'image qui est obtenue par une mesure réelle. En effec-

tuant une telle comparaison, il sera possible d'obtenir l'amplitude com-

* plexe vraie de la source d'ondes. En comparaison avec le procédé clas-

sique dont les résultats sont représentés sur la figure 3A et la figure 3B, la présente invention réduit l'erreur à moins de 5 dB, au lieu de 10 dB

dans le procédé classique, comme représenté sur la figure 8B.

Dans ce mode de réalisation de la présente invention, décrit ci-

dessus, lorsque le champ électrique observé est synthétisé à l'étape 105, on prend en considération la directivité de l'antenne et l'étalement de l'image reconstruite, en utilisant les équations (1.1) a (1.6). La présente

invention n'est pas limitée à ceci, et il est possible d'effectuer une ap-

proximation en considérant seulement la longueur effective de vecteur dans la direction de la source d'ondes, lorsqu'elle est vue à partir du plan d'observation d'hologramme, c'est-à-dire une approximation consistant à

considérer la directivité comme constante pour toutes les sources d'on-

des. Comme décrit ci-dessus, on a exemplifié le cas de l'observation -, ? d'hologramme d'ondes de radio. Bien entendu, la presente invention peu; être appliquée à d'au-tr-es sortes d'ondes, comme par exemple des observations d'une

distribution de sources c'ondes par un hologramme d'ondes accusticues.

Dans le procédé d'observation d'hologramme de ce mrcde de réalisation de la préserite inventcn, la source d'ondes unitaire vir-uelle est z:socsee cans la position ce source c'ndes qui est extraite de!'image d'hc;ogramme obsenvee, pour sy/n:'netiser ains; ocnde observée. et l'image reccns;r_-e cui est cotenue à partir du résultat de synthèse est comparée avec l'imrage re.ons--uîe réellement mesurée, 'race a cuoi on peut obtenir l'amplitude complexe 'iraie de la source 0 d'cnrdes. En outre.!a zone dans laquelle l'intensite es: suàerie re aune valieur srede.ermrnée dans lImage reconstruite qui es: le resula-: ce la synt. 'nese de onde observéee, es: exclue, et un calcul est eecué e facon e e. grâce à quoi on peut ev!te,!extraction de la pseudo-source d'ondes qcui est due à l'étalement de l'image, et on peut obtenir de façon plus precise ampliude de la -5 source d'ondes et la distribution de la source d'ondes. Dans ',analyse de la propaga:ion d'ondes électromagnétiques. la compréhensiron ce!'orde muiiple et compliquée pour chnaque fréquence utilisée est inévitable pcur assurer la sécurité

de la quaiité de aciccommunication, et pour éviter 'e prcblème d'interférence.

Dans le:rocédé d'ooservation d'hologramme de la prisen:e nvention, en eva!,.an: collectivemer-nt et de façon précise l'ensemole de -oins de ré, fexion qui occasonrnent la crocagation d'ondes multiples et le coefîicienr ce réflexion, il es:

zossibie d'éviter es orolmes précités, et de garantir la sécurie- de la quaiité.

Or décrira ensite le procédé d'estimation de la direc:ivi.é stéreoscopique de 'antennre, utilisant 'observation d'hologramme à deux recuences. La figure

2:5 10 est un organigramme montrant des procédures Icrsque la di"ectivi.

stéréosscopique ce l'antenne est estimée conformément au:rocedé d'estimation de direcivité de la présente invention. Sur cet organigramme -t51 Ob:enir les ccrdonnees absoiues et l'intensité ces sources d'ondes pormaire et d'image dans un miroir, par observation _ nclogramme à deux fréquences, 152 Cotenir les coordonnées du point de réflexion et de ange d'incidence en

ce coint, corressondant à chaque source d'ondes c'image dans un miroir.

e: obtenir l'orientation du point de réflexion vu de la source d'ondes primaire, 153 Obtenir le coeffcient de réflexion pour chaque point de réflexion en utlisant l'angle d'inc dence, I'état d'incidence (incidence TE cu T.M) e i'incice de reraction ccmoiexe au point de réfiexion, et, mai:iier l'inve-se du coeficien: de reflexion car l'intensité de source d'image dans unr miroir cormesoondan:e. cour obtenir la directivjó de la source d'ondes orimaire

-3> cldans la direct;on du point de réflexion.

-. Drermier a;eu. I'antenne sur laquelle porte la mesure, -=:ee que l'antenne de staton de base. est mise dans un état de fonctionnement. -: ce-e antenne mesurée est utilisée a titre de source d'ondes primaire. Ensuite,à l'étape 151, en observant i'hologramme d'ondes de radio, on obtient les coordonnées absolues tridimensionnelles de la source d'ondes primaire et de la source d'ondes d'image dans un miroir correspondant à la source d'ondes primaire, ainsi que leurs intensités. La source d'ondes d'image dans un miroir est une source d'ondes qui est visible de manière fictive au-delà du corps réfléchissant par rapport au point d'observation, c'est-à-dire une source d'ondes réfléchies. Par con- séquent, l'intensité de la source d'ondes primaire signifie l'intensité de

l'onde directe qui arrive au point d'observation a partir de la source d'on-

des primaire, et l'intensité de la source d'ondes d'image dans un miroir signifie l'intensité de l'onde réfléchie qui arrive au point d'observation à

partir de la source d'ondes primaire en passant par le point de réflexion.

i,1, Dans ce mode de réalisation, on utilise le procédé d'observation d'holo-

gramme à deux fréquences, dans lequel le plan d'observation d'holo-

,,gramme est placé en un point d'observation approprié o la source d'on-

des primaire peut être observée, et l'image de reconstruction d'holo-

gramme aux deux fréquences différentes est obtenue, pour obtenir ainsi

une distribution tridimensionnelle de sources d'ondes. Bien que le procé-

dé d'observation d'hologramme à deux fréquences qui est decrit dans le document JP-A-08201459 puisse être adopté pour celui qui est utilisé

dans ce mode de réalisation, il est préférable d'adopter le procédé d'ob-

servation d'hologramme de la présente invention, envisagé précédem-

ment. Plus précisément, il est préférable que la source de courant uni-

taire virtuelle (source d'ondes unitaire virtuelle) soit disposée à la posi-

tion de la source d'ondes qui est extraite de l'image d'hologramme obser-

vé, pour synthétiser ainsi le champ électrique observé, et que l'image re-

construite qui est produite à partir du résultat de synthèse soit comparée

avec l'image reconstruite réellement mesurée, pour ainsi obtenir l'ampli-

tude complexe vraie de la source d'ondes et estimer la position de la source d'ondes avec une plus grande précision. L'utilisation du procédé

d'observation d'hologramme de la présente invention, envisagé précé-

demment, permet d'obtenir de façon précise les coordonnées tridimen-

sionnelle de la source d'ondes primaire et de la source d'ondes d'image

dans un miroir, ainsi que leurs intensités.

Ensuite, à l'étape 152, à partir des coordonnées de la source

d'ondes primaire et de la source d'ondes d'image dans un miroir, on ob-

tient les coordonnées du point de réflexion, I'angle d'incidence au point Il 1MINl de réflexion et la direction stéréoscopique du point de réflexion, lorsqu'il est observe a partir de la source d'ondes primaire. Par exemple, comme

représente sur la figure 11A, les coordonnées de la source d'ondes pri-

maire Mo, telle que l'antenne de station de base, seront (0, O, 0), les coordonnées de la position de la source d'ondes d'image dans un miroir, c'est-à-dire le point d'image dans un miroir Ml, seront (x1, Y, z1), les coordonnées du point d'observation P (le centre du plan d'observation

d'hologramme) seront (x2, Y2, z2), et les coordonnées du point de ré-

flexion Q sur la surface de réflexion de l'immeuble ou autres seront (x3, Y3, z3). En outre, la distance entre la source d'ondes primaire M0 et le

point d'observation P sera fixée à L0, la distance entre le point d'obser-

vation P et le point d'image dans un miroir M1 sera fixée à L1, la distance ,h entre la source d'ondes primaire Mo et le point d'image dans un miroir M1 sera fixée a L2, et la distance entre la source d'ondes primaire Mo et le point de réflexion Q sera fixée à L3, Sur la figure 11A, il faut noter que la

source d'ondes primaire M0 est prise pour une origine (0, 0, 0), contrai-

rement au cas de la figure 1. Dans ces conditions, les distances Ln. L1 et

L2 sont exprimées par les équations (6.1), (6.2) et (6.3) suivantes.

L 1 2 2 2 (62.1)

L0 = x.2x2 2 - y2 2 22 (1 L1 = /(x1 - x2 (Y-Y2) - (Z -Z2)2 (6.2) L2 = fXl2-Yi2zl2 (6.3) En outre, du fait que la distance entre le point de réflexion Q et le point d'image dans un miroir M1 est egale à L3, le triangle AMoM1Q est un triangle équilatéral, et un angle d'incidence au point de réflexion Q est égal à l'angle MoM1Q. L'angle d'incidence d est exprimé ici par un angle

a partir de la normale jusqu'au plan de réflexion 91.

Les cosinus directeurs de la source d'ondes primaire M0o, lors-

qu'elle est observée à partir du point d'image dans un miroir M1(x1, Yi, z1), seront ('1, m1, n1), et les cosinus directeurs du point d'observation P. lorsqu'il est observé à partir du point d'image dans un miroir M1(x1, Y,

z1) seront (22, m2, n2). Ces cosinus directeurs satisfont aux relations sui-

vantes. = 1, m1 = Y'_ n1 = z (6.4)

L2 L2 L2

)2 L, M2 = L,. 2 L, (6.5)

)- -x2- xlm Y2-Yl, (2 z-) Par conséquent, on peut obtenir l'angle d'incidence X au point de ré- flexion Q à partir des équations (6.6) et (6.7) suivantes cos = 2122 + mlm2 + n1n2 (6.6) s '''212- n122 n1 2 ni11 mlni n e'1 sinQ =!t _!- ' (6.7) L e2 m21 m2 n2 n2 21 Ici, du fait que l'équation (6.8) suivante

L3- (6.8)

2. cos(

est établie, on peut obtenir les coordonnées (x3, y3, z3) du point de ré-

flexion Q par les équations (6.9), (6.10) et (6.11) suivantes x3 = LI - L3 (X1 - X2) + X2(6.) Y3 -L (Yl - Y2) + Y2 (6.10) L1 L z3 = L - L3 (z1 - z2) + z2 (6.11) L1

En outre, les cosinus directeurs (23, m3, n3) du point de réflexion Q, lors-

qu'il est observé à partir de la source d'ondes primaire Mo, sont exprimés par l'équation (6.12) suivante, 3 = X3, m3 = Y3, n3 = Z3 (612)

L3 L3 L3

Comme décrit ci-dessus, on a exposé le procédé pour obtenir les coordonnées du point de réflexion, I'angle d'incidence et la direction du point de réflexion, lorsqu'il est observé à partir de la source d'ondes primaire, à partir des coordonnées de la source d'ondes primaire et des

sources d'ondes d'image dans un miroir. Dans l'observation d'holo-

gramme a deux fréquences réelle, on observe souvent un ensemble de

sources d'ondes d'image dans un miroir en un seul point d'observation.

Dans un tel cas, les coordonnées du point de réflexion doivent être obte-

nues pour chaque source d'ondes d'image dans un miroir.

Lorsqu'on obtient les coordonnées du point de réflexion, I'angle d'incidence et la direction de l'angle de réflexion, en observant a partir

de la source d'ondes primaire, on obtient l'angle d'incidence et l'état d'in-

cidence [une réflexion TE ou une réflexion TM (onde en mode transverse magnétique)] à chaque point de réflexion, et on obtient le coefficient de réflexion a partir de l'indice de réfraction complexe. Ensuite, à l'étape 153, on multiplie l'inverse du coefficient de réflexion par l'intensité de la source d'ondes correspondante parmi les sources d'ondes d'image dans un miroir qui ont déjà été obtenues à l'étape 151. La valeur obtenue est utilisée pour la directivité dans la direction de réflexion de la source d'ondes primaire. Les coefficients de réflexion R sont exprimés dans les cas de l'incidence TE et de l'incidence TM par les équations respectives (6.13) et (6.14) suivantes, lorsqu'on désigne par n l'indice de réfraction

complexe au point de réflexion.

F cos b- n R cos - n (incidence TE) (6.13) 0OSó - n cosó - n R ncos- 1 (incidence TM) (6.14) nn cos - 1

On effectuera la description de façon concrète en utilisant la

figure 11A précédente. On suppose que l'intensité de l'onde directe pro-

venant de la source d'ondes primaire M0 est 10 et que l'intensité de l'onde réfléchie qui semble virtuellement provenir de la source d'ondes d'image

dans un miroir M1, est I1. Si l'on suppose que la directivité dans la direc-

tion du point d'observation de la source d'ondes primaire [cosinus directeurs (22, m2, n2)] est E0, la directivité E1 dans la direction des cosinus directeurs (23, m3, n3), c'est-à-dire la direction du point de réflexion P,

s'exprime par l'équation (6.15) suivante.

E =R (6,1 5)

lR

Du fait que l'ensemble de sources d'ondes d'image dans un mi-

roir peut être vu de façon générale par l'observation en un seul point d'observation, la directivité dans chacune des directions de point d'image dans un miroir, à partir de la source d'ondes primaire, peut être obtenue

par l'observation qui est effectuée initialement à ce point d'observation.

En outre, les directivités dans de nombreuses directions relativement à la source d'ondes primaire peuvent être obtenues en déplaçant le point d'observation. La figure 11B est une vue en perspective montrant un exemple

de la configuration d'observation dans le cas o la source d'ondes primai-

res M0 est l'antenne de station de base 81 dans le système de communi-

cation mobile. L'antenne de station de base 81 est placée sur le toit de

l'immeuble 82, au centre de la figure. L'onde directe provenant de l'an-

tenne de station de base 81 et l'onde réfléchie qui est réfléchie par les immeubles 83 environnants, c'est-à-dire l'onde provenant des sources d'ondes d'image dans un miroir, arrivent au point d'observation P qui se trouve dans la rue. En déplaçant le point d'observation P dans la rue, on

peut obtenir les directivites stéréoscopiques dans de nombreuses direc-

tions pour l'antenne de station de base 81.

Dans un système de communication mobile, on utilise souvent

une onde de radio polarisée verticalement. Une telle onde polarisée pré-

sente une incidence TE contre une façade d'un immeuble qui est ap-

proximativement un plan vertical. Lorsque la façade de l'immeuble est en béton, I'influence d'un angle d'incidence à sur un coefficient de réflexion

R est faible, ce qui fait que le coefficient de réflexion R peut être consi-

déré comme un nombre fixe. Si le coefficient de réflexion R est considére

comme un nombre fixe, il est possible de réduire le volume de calcul.

La directivité d'antenne qui est obtenue par le mode de réalisa- tion précédent de la présente invention est une information concernant des points dans un ensemble de directions. Par exemple, en utilisant un procédé d'interpolation par fonction spline tridimensionnelle, on peut également considérer la directivité de l'antenne comme une surface courbe régulière. En ce qui concerne le procédé concret de l'interpolation

par fonction spline tridimensionnelle, on en trouve par exemple un expo-

sé dans le document de D.F. Rogers, J.A. Adams, "Mathematical Ele-

ments for Computer Graphics", McGraw-Hill (traduit en japonais par Fujio

Yamaguchi, Nikkan Kogyo Newspaper Publishing Company).

Si la directivité de la source d'ondes primaire du côté de l'émis-

sion a été obtenue de façon exacte, il est possible d'estimer de façon exacte l'indice de réflexion complexe et le coefficient de réflexion de la façade de l'immeuble, en utilisant le procéde de la présente invention. Du

fait qu'une erreur d'environ 3 dB est normalement permise lorsqu'on ob-

tient la directivité de l'antenne, un coefficient de réflexion très exact est inutile. Cependant, des données exactes concernant la directivité de

l'antenne sont nécessaires lorsqu'on estime le coefficient de réflexion.

Dans le procédé d'estimation de la directivité stéréoscopique d'antenne qui est décrit ci-dessus, I'observation d'hologramme à deux fréquences est effectuée en recevant l'onde directe et l'onde réfléchie provenant de la source d'ondes primaire, et la directivité stereoscopique de la source d'ondes primaire est estimée a partir de l'intensité de source d'ondes obtenue et de l'orientation du point de réflexion. Conformément à ce procédé, on peut estimer de façon exacte la directivité stéréoscopique

de l'antenne dans un état de fonctionnement réel, en utilisant positive-

ment l'onde réfléchie, même lorsque le point d'observation peut être pla-

cé seulement en un lieu limité, comme une rue.

On décrira ensuite un procédé d'observation de distribution

d'ondes d'un autre mode de réalisation de la présente invention. Un ap-

pareil de visualisation de distribution d'ondes à utiliser dans le mode de

réalisation présent observe la distribution d'ondes pour visualiser et pré-

senter simultanément la distribution d'ondes qui est observée. La figure

12 montre une structure d'une unité de mesure de l'appareil de visualisa-

tion de distribution d'ondes et la figure 13 montre une structure d'une unité de présentation de l'appareil de visualisation de distribution d'ondes. Dans l'unité de mesure, un plan d'observation d'hologramme

211 est disposé de manière à faire face à un objectif d'observation, tan-

dis qu'une antenne de balayage 212 est placée sur ce plan de façon à se déplacer pour le balayage. L'antenne de balayage 212 reçoit des ondes électromagnétiques provenant de l'objectif d'observation, et elle émet séparément les signaux observes, sous la forme d'une composante de polarisation horizontale (H) et d'une composante de polarisation verticale

(V). On notera que dans la description qui suit, le plan d'observation

d'hologramme 211 est supposé être une partie d'une plan xy dans l'es-

pace de coordonnées tridimensionnelles xyz. Ici, le plan d'observation d'hologramme 211 est en outre supposé être constitué par un plateau à mouvement selon des coordonnées xy, et l'antenne de balayage 212 se déplace sur celui-ci dans la direction x et la direction y sous l'effet d'un signal de commande qui est appliqué au plateau à déplacement selon les

coordonnées xy. Cependant, I'antenne de balayage 212 peut être réali-

sée sous la forme d'un réseau d'antennes de réception, pour constituer le

plan d'observation d'hologramme 211. Dans tous les cas, des compo-

santes de polarisation horizontale et verticale qui sont reçues en un point

arbitraire (x, y) dans le plan d'observation d'hologramme 211, sont émi-

ses sous la forme de signaux observés respectifs SH(f), Sv(f). Le symbole

f représente ici une fréquence.

Une antenne fixe 213 est placée dans une position légèrement écartée du plan d'observation d'hologramme 211, pour recevoir de façon

similaire des ondes électromagnetiques provenant de l'objectif d'obser-

vation, et pour les fournir en sortie sous la forme d'un signal observé SR(f). Dans le but d'obtenir un interférogramme complexe bidimensionnel, il est possible d'employer une structure qui reçoit directement le signal SR(f) à partir de l'objectif d'observation, au lieu d'employer l'antenne fixe

213. L'antenne fixe 213 remplit la fonction d'un premier capteur et l'an-

tenne de balayage 212 remplit la fonction d'un second capteur.

Une source de fréquence de référence 214 est incorporée pour générer un signal de fréquence de référence fref qui doit être appliqué à

l'ensemble du système de réception de l'appareil de visualisation de dis-

tribution d'ondes. En outre, deux sections de filtrage 215 et 216 sont incorporées pour commander la largeur de bande des signaux observés, conformément à une fréquence centrale d'observation fn et une largeur

de bande BW, et pour convertir les signaux observés en signaux à la fré-

quence intermédiaire fi (par exemple 21,4 MHz), par conversion de fré-

quence. Un signal qui est sélectionné par un commutateur 217, parmi les

signaux observés SR(f), SH(f) et Sv(f), est appliqué a la section de fil-

trage 215, et le signal observé SR(f) est appliqué a l'autre section de fil-

trage 216. Comme on le décrira ultérieurement, le commutateur 217 est commandé par un signal de commutation qui est illustré par "commutation

de R, H, V". Ces éléments de filtrage 215 et 216 sont réalisés par exem-

ple en faisant fonctionner des analyseurs de spectre asservis en phase sur le signal de fréquence de référence fref, dans un mode d'intervalle de fréquence de zéro. La largeur de bande BW des sections de filtrage 215 et 216 peut être fixée à partir de l'extérieur, et chaque valeur est par

exemple dans une plage de 10 Hz à 3 MHz. Comme on le décrira égale-

ment ultérieurement, la fréquence centrale d'observation fn est comman-

dee par une information de sortie d'une table de liste de fréquences

d'observation 233, mais à titre d'exemple, la fréquence centrale d'obser-

vation fn est dans la plage de 0 Hz à 26,5 GHz. Une boucle d'asservis-

sement de phase est incorporée dans chacune des sections de filtrage 215 et 216 pour permettre à la section de filtrage de travailler sur une fréquence centrale d'observation fn variable, tout en étant asservie en

phase sur le signal de fréquence de référence fref-

Des mélangeurs 218 et 219 sont respectivement placés du côté

de la sortie des sections de filtrage 2315 et 216, et ces mélangeurs re-

çoivent des signaux d'oscillation locale respectifs, ayant une fréquence fL

et une fréquence FL + F0, qui sont respectivement émis par des oscilla-

teurs locaux 220 et 221, qui sont asservis en phase sur le signal de fré-

quence de référence fref. Ici, par exemple, la fréquence f0 est fixée ap-

proximativement à 1 MHz. Un filtre passe-bande 222 est placé du côté de la sortie du mélangeur 218, et il a une largeur de bande de la valeur BW précitée, et une fréquence centrale de fi - fL. Un filtre passe-bande 223 est placé du côté de la sortie de l'autre mélangeur 219, et il a une largeur

de bande de la valeur BW ci-dessus, et une fréquence centrale de f - fL -

f0. Les signaux de sortie des deux filtres passe-bande 222 et 223 sont appliqués a un multiplieur 224. Par conséquent, le signal observé qui est

sélectionné par le commutateur 217 et qui est ensuite soumis a une con-

version de fréquence, est multipliée par l'autre signal observé SR(f) traité par conversion de fréquence, dans le multiplieur 224. Le signal de sortie du multiplieur 224 est appliqué a un détecteur vectoriel d'intégration de Fourier synthétisée (ou SFI pour" Synthesized Fourier Integration") 226 qui effectue la détection vectorielle (à la fréquence f0) conformément à l'intégration de Fourier synthétisée, en étant transmis par l'intermédiaire d'un filtre passe-bande 225 ayant une bande étroite et une fréquence

centrale f0. Le signal de fréquence de référence fref est également appli-

qué au détecteur vectoriel de SFI 226 qui a une structure identique à

celle représentée sur la figure 6. Le signal de sortie de détection vecto-

rielle A du détecteur vectoriel de SFI 226 est appliqué à une section de

calcul d'interférence 227 qu'on décrira ultérieurement.

On présentera ensuite une description se référant à une struc-

ture de l'appareil de visualisation de distribution d'ondes qui est conçu pour commuter la fréquence centrale d'observation fn et pour commander

la position de l'antenne de balayage 212.

Un générateur d'impulsions 230 est incorporé pour générer une impulsion de période de mesure qui doit être appliquée à un compteur ternaire 231. Le signal de sortie ternaire du compteur ternaire 231 est un signal de commutateur pour la "commutation de R, H, V", et il est utilisé pour commander l'opération de commutation du commutateur 217. et il est applique conjointement à la section de calcul d'interférence 227. Le report C du compteur ternaire 231 est appliqué à un compteur N-aire 232, en désignant par N un nombre naturel de 2 ou plus. Un signal de sortieN-aire n provenant du compteur N-aire 232 est utilisé pour commuter la fréquence centrale d'observation fn. Concrètement, une table de liste de

fréquences d'observation 233 est établie pour enregistrer une liste com-

prenant un ensemble de fréquences d'observation qui sont des objets de

commutation. La table de liste de fréquences d'observation 233 sélec-

tionne une certaine fréquence correspondant a la valeur du signal de

sortie n du compteur N-aire 232, et elle fournit en sortie une liste com-

prenant un signal pour indiquer à chacune des sections de filtrage 215 et 216 la fréquence centrale d'observation qui est sélectionnée. D'autre part, il existe un compteur M-aire 234 et un compteur K-aire 235 pour commander la position de l'antenne de balayage 212 dans le plan d'observation d'hologramme 211, en désignant par M et K des nombres naturels supérieurs ou égaux à 2. Un report C du compteur N-aire 232 est appliqué au compteur M-aire 234, et le report du compteur M-aire 234 est appliqué au compteur K-aire 235. Un signal de sortie

M-aire m du compteur M-aire 234 est utilisé pour déterminer des coor-

données x de l'antenne de balayage 212, et un signal de sortie K-aire k du compteur K-aire 235 est utilisé pour déterminer des coordonnées y de

I'antenne de balayage 212. Si maintenant le plan d'observation d'holo-

gramme 211 est constitué par un plateau à déplacement xy, comme décrit ci-dessus, le signal de sortie m du compteur M-aire 234 et le signal de sortie k du compteur K-aire 235 sont respectivement appliqués au plateau

à déplacement xy, à titre de signaux de commande.

Avec cette structure, il devient possible d'effectuer successive-

ment l'observation pour une série d'un ensemble de fréquences centrales d'observation, pendant que l'antenne de balayage 212 se trouve sur un

point de coordonnées dans le plan d'observation d'hologramme 211.

Dans ce cas, pendant qu'une fréquence centrale d'observation est obser-

vée en un point de coordonnées, le commutateur 217 est commuté en passant de façon cyclique par trois signaux d'observation SR(f), SH(f) et

SF(f), en étant actionné par le signal de sortie du compteur ternaire 231.

Le temps d'observation pour chaque signal d'observation équivaut à une

période de l'impulsion de fréquence de mesure qui est émise par le géné-

rateur d'impulsions 230.

Comme décrit ci-dessus, le commutateur 217 est commuté pour

chaque point de coordonnées et chaque fréquence centrale d'observa-

tion, et si le commutateur 217 sélectionne le signal d'observation SR(f) et un symbole * représente un conjugué complexe, le signal de sortie de détection vectorielle À qui provient du détecteur vectoriel de SFI 226, est l Ill. l donné par, BW/2 AR = J SR (f) SR(f) ee'df (7.1) f, - BW/2 Si le commutateur 217 sélectionne le signal d'observation SH(f), le signal de sortie de détection vectorielle est donné par, f -BW/2 AH = SR ' (f) SH(f) eJefdf (7.2) Wn - BW/2 III Il Si le commutateur 217 sélectionne le signal d'observation SF(f), le signal de sortie de détection vectorielle est donné par, À.,,fi +BW/2 Av B= SR -(f) Sv(f) eJedf (7.3) n - BW/2 en désignant par (x, y) les coordonnées de l'antenne de balayage 212, et

par Of un décalage de phase d'asservissement d'une boucle d'asservis-

sement de phase, qui doit être produit lorsque la fréquence centrale

d'observation est commutée.

Ces trois signaux de sortie de détection vectorielle AR, AH, AV correspondent respectivement a une première valeur de corrélation, une seconde valeur de corrélation et une troisième valeur de corrélation, et ils sont appliques à la section de calcul d'interférence 227. La section de calcul d'interférence 227 calcule des valeurs complexes CH(X, y, fn) et

Cv(X, Y, fn) respectivement pour les composantes de polarisation hori-

zontale et verticale, comme indiqué ci-dessous.

CH(X,y,fn) = AH ÀI (7.4) Cv(Xyf) Av R (75) Cv(x,y,fn) = Av- 7J ARi (7.5) AR

La section de calcul d'interférence 227 fournit en sortie 'am-

plitude et la phase de CH(x, y, fn), respectivement sous la forme de GH(x, Y, fn) et OH(x, y, fn), et elle fournit en sortie l'amplitude et la phase de

Cv(x, y, fn) respectivement sous la forme de Gv(x, y, fn) et Ov(X, y, fn)-

Ces quantités GH(X, y, fn), OH(X, Y, fn), Gv(X, Y, fn) et ev(x, y, fn) sont

enregistrées dans une mémoire de données 237 a titre de données d'ob-

servation d'interférence.

La mémoire de données 237 enregistre les amplitudes GH et Gv et les phases OH et ev ci-dessus pour toutes les coordonnées (x, y) de la fréquence d'observation fn et de l'antenne de balayage 212, et elle est constituée de façon qu'une adresse d'écriture et une adresse de lecture puissent lui être appliquées séparément. En d'autres termes, un signal de sortie n du compteur N-aire 232, un signal de sortie m du compteur M- aire 234 et un signal de sortie k du compteur K-aire 235 sont appliqués en parallèle a la mémoire de données 237, pour désigner respectivement fn, x et y a titre d'adresses d'écriture. Sur la figure, "W" représente une adresse d'écriture. Des signaux pour désigner fn, x, y sont appliqués en parallèle a la mémoire de données 237, a titre d'adresses de lecture, à partir d'une unité de présentation qu'on décrira ultérieurement. "R" sur la figure représente une adresse de lecture. Lorsqu'une adresse de lecture est désignée, GH' (x, y, fn), eH'(X, Y, fn)n Gv'(X, y, fn) et Ev'(X, y, fn) sont émis par la mémoire de données 237 a titre de données d'observation d'interférence, pour les fn x, y désignés. Du fait que l'adresse d'écriture et l'adresse de lecture peuvent être désignées séparément, on distingue

les données lues dans la mémoire de données 237, par rapport aux don-

nees d'écriture, en leur adjoignant le symbole ' ".

En outre, la mémoire de données 237 comprend un mécanisme de traitement pour reconstruire une image d'hologramme, et s'il y a une demande, elle fournit en sortie les amplitudes et les phases de l'image d'hologramme reconstruite, sous la forme de GH;'(X, Y, fn), H'(X, Y, fn), Gv'(X, Y, fn) et ev'(X, Y, fn), au lieu des amplitudes GH et Gv et des phases OH et iv ci-dessus, les termes X, Y représentant des coordonnées

bidimensionnelles de l'objectif d'observation. L'image d'hologramme re-

construite exprime la distribution d'ondes (c'est-a-dire l'image de source d'ondes) sur la surface de l'objectif d'observation, et en désignant des coordonnées (X, Y), on peut désigner un point arbitraire sur l'objectif

d'observation. Les données (X, Y) sont appliquées à la mémoire de don-

nees 237 sous la forme de (x, y) dans l'adresse qui est lue dans l'unité

de présentation.

Dans le mode de réalisation présent, en calculant les données d'observation d'interférence dans la section de calcul d'interférence 227 sur la base des équations (7.4) et (7.5). on annule un facteur ej6e qui est

inclus dans les équations intégrales (7.2) et (7.3). Par conséquent, I'in-

fluence d'un décalage d'asservissement de phase qui est inclus dans la

boucle d'asservissement de phase et qui est occasionné par la commuta-

tion de la fréquence d'observation, est annulée. En outre, I'amplitude du signal observé SR(f) ne peut pas affecter les données d'observation d'interférence et elle peut donner simplement la phase de référence. En d'autres termes, même si la fréquence d'observation est commutée vers d'autres, il est possible d'effectuer l'évaluation de la phase absolue. En outre, il est possible d'effectuer l'opération de reconstruction de l'image d'hologramme en utilisant les données d'observation d'interférence de la

mémoire de données 237, et il est également possible d'obtenir la ré-

ponse temporelle par une transformation de Fourier inverse des données

d'observation d'interférence, qui est accomplie par référence à la fré-

quence d'observation fn. Cependant, le temps tn est utilisé à la place de la fréquence fn à titre d'adresse de lecture, dans le cas de l'obtention de

la réponse temporelle.

On décrira ensuite la structure de l'unité de présentation de

I'appareil de visualisation de distribution d'ondes, en se référant à la fi-

gure 13.

* On note qu'un générateur de signal sinusoïdal de présentation

261 est incorporé pour générer un signal sinusoïdal qui constitue la réfé-

rence pour le fonctionnement de l'ensemble de l'unité de présentation.

Un générateur d'impulsions de synchronisation 262 est également incor-

poré pour recevoir le signal sinusoïdal. En synchronisme avec le signal sinusoïdal, le générateur d'impulsions de synchronisation 262 génère l'impulsion de synchronisation à utiliser pour produire une adresse de

lecture qui doit être appliquée à la mémoire de données 237 (figure 12).

Du fait que l'adresse d'écriture et l'adresse de lecture peuvent être appli-

quées indépendamment a la mémoire de données 237, la fréquence et la phase du signal sinusoïdal peuvent être déterminées indépendamment du

signal de fréquence de référence fref de l'unité de mesure.

Une impulsion de synchronisation provenant du générateur d'impuisions de synchronisation 262 est appliquée initialement a un compteur M-aire 263, et le signal de sortie M-aire du compteur M-aire 263 est utilisé pour désigner des coordonnées x des données d'observation d'interférence. Le report C du compteur M-aire 263 est appliqué a un compteur K-aire 264, et un signal de sortie K-aire k' du compteur K-aire

264 est utilisé pour désigner des coordonnées y des données d'observa-

tion d'interférence. En outre, un report C du compteur K-aire 264 est ap-

pliqué à un compteur N-aire 265, et un signal de sortie N-aire n' du compteur N-aire 265 est utilisé pour désigner une fréquence centrale

d'observation fn (ou un temps tn) des données d'observation d'interfé-

rence. Il existe une table de liste de fréquences d'observation 266, simi-

laire à la table de liste de fréquences d'observation 233 de l'unité de me-

sure. La table de liste de fréquences d'observation 266 reçoit le signal de sortie n' du compteur N-aire 265 et elle fournit en sortie une fréquence centrale d'observation fn qui correspond au signal de sortie n'. Dans le

cas de l'accomplissement d'une analyse sur la base du résultat de répon-

ses temporelles, une table de liste d'instants peut être incorporée à la

place de la table de liste de fréquences d'observation 266, pour enregis-

trer l'instant t" qui correspond à chaque fréquence centrale d'observation

fn, de façon que cet instant tn' puisse être fourni en sortie en correspon-

dance avec la valeur du signal de sortie n'. Il est préférable ici d'obtenir

la valeur de ces M, K, N qui équivaut aux valeurs de M, K, N respective-

ment du compteur M-aire 234, du compteur K-aire 235 et du compteur N- aire 233 dans l'unité de mesure. Cependant, dans le cas de la lecture d'une image de reconstruction d'hologramme à partir de la mémoire de données 237, on peut déterminer la valeur de ces M, K en considérant le

nombre de points de coordonnées de l'image reconstruite. L'ordre sé-

quentiel du compteur M-aire 263, du compteur K-aire 264 et du compteur Naire 265 n'est pas limité a l'ordre décrit ci-dessus, et il n'est également pas limité à la séquence de connexion des compteurs 232, 234 et 235

dans l'unité de mesure.

Les valeurs x, y et fn (ou tn) qui sont émises par chaque comp-

teur 263 a 265 sont appliquées a la mémoire de données 237 sous la forme de l'adresse de lecture, et par conséquent GH'(x, y, fn), eH'(X, y, fn), Gv'(X, Y, fn) et ev'(x, y, fn) sont fournis par la mémoire de données 237 a l'unité de présentation, pour les données d'observation d'interfé-

rence. En particulier lorsqu'on analyse une information telle que la distri-

bution de courant sur la surface de l'objectif d'observation, I'amplitude ou la phase des images de reconstruction d'hologramme sont introduites sous la forme des éléments GH'(X, y, fn), H'(x, y, fn), Gv'(X, Y, fn) et

Ov'(X, y, fn). Dans la description qui suit, les éléments GH'(x, y, fn), OH'(x,

Y, fn), Gv'(X, y, fn) et ev'(x, y, fn) sont respectivement exprimés par GH',

EH', Gv' et ev'.

Ces éléments GH', eH', Gv' et ev' sont tout d'abord appliqués à une section de calcul d'état de polarisation 267, et ensuite id, à,. et a sont calculés conformément aux équations suivantes, dans lesquels 0d

représente une différence de phase entre les deux composantes de pola-

risation, 4 indique la direction du vecteur montrant la distribution de cou-

rant, T montre un état de tourbillon et a exprime un module de l'intensité.

Le module de l'intensité est une amplitude combinée des deux compo-

santes de polarisation.

Ed H'= v (7.6) 1 = tan12GH'Gv'coS(ed)I 4,=-tan- i (7.7) 2 t (GH)2 - (GV')2 1( sn-2GH'Gv'sin(ed) (7.8) 2 sn H)_(GHv)2 (Gv,)2 a 2)2 a = (GH')2 + (Gv')2 (7. 9) La valeur d'amplitude maximale Max et la valeur d'amplitude minimale Min sont prédéterminées et elles sont appliquées a l'unité de

mesure, et une section de calcul 268 est incorporée pour visualiser l'am-

MIN1IIIIII

plitude basée sur la référence limitée par la valeur maximale Max et la valeur minimale Min. La section de calcul 268 reçoit a titre de données

les valeurs a, Max, Min, et elle calcule a' conformément a l'équation sui-

vante. a'= log(a/Min) (7.10) log(Max / Min)

Ainsi, la solution obtenue a' exprime le module logarithmique d'une inten-

sité à l'intérieur d'une dynamique qui est limitée par Max et Min.

Un commutateur d'information de couleur 270 est incorporé pour sélectionner une variable parmi un groupe de variables comprenant i:tl 10 fn' (ou tn') émis par la table de liste de fréquences d'observation 266, Gd, ó, x et a émis par la section de calcul d'état de polarisation 267 et a' émis

par la section de calcul 268. La variable qui est sélectionnée par le com-

mutateur d'information de couleur 270 est appliquée à une table de codes de couleur 271, à titre de valeur d'adresse. La table de codes de couleur 271 fournit en sortie un signal de couleur c correspondant à la valeur de la variable, et grâce à l'existence de la table de codes de couleur 271,

une couleur peut être présentée avec une teinte correspondant à la va-

riable. Le signal de couleur c est émis par l'intermédiaire d'un circuit de

porte 272 pour l'effacement, et il est présenté sur un dispositif de pré-

sentation d'information de ligne 273 qui présente le résultat d'observation sous la forme de l'information de ligne. Le dispositif de présentation d'information de ligne 273 présente une couleur exprimée avec le signal

de couleur c, en relation avec le point qui est désigné par les coordon-

nées bidimensionnelles (x', y') sur l'écran. Comme on le décrira ultérieu-

rement, du fait que les coordonnées (x', y') changent continuellement, il

en résulte que le dispositif de présentation d'information de ligne 273 re-

présente une ligne exprimée par le signal de couleur c. Une fenêtre de présentation numérique 274 est associée au dispositif de présentation

d'information de ligne 273, pour présenter la valeur de la fréquence cen-

trale d'observation fn' (ou tn') qui doit émise par la table de liste de fré-

quences d'observation 266.

Un comparateur 275 est incorporé pour comparer l'amplitude

I I II l...

minimale Min avec l'amplitude a ci-dessus, et le signal de sortie du com-

parateur 275 est appliqué a la porte 272 pour la commande d'effacement, conjointement à une impulsion de période qui est émise par le générateur d'impulsions de période 262. Lorsque l'amplitude a est inférieure à la valeur minimale Min, ou lorsque l'impulsion de période est a un niveau haut, la porte 272 émet un signal de couleur correspondant au noir ("1" sur le dessin), et dans d'autres cas elle émet un signal de couleur c ("0"

sur le dessin) provenant de la table de codes de couleur 271.

On présentera ensuite une description concernant un circuit du

dispositif de présentation d'information de ligne 273, pour la désignation des coordonnées instantanées (x', y') à présenter. Un additionneur 276 est employé ici pour produire x' en additionnant un écart Ax a calculer en utilisant l'amplitude GH' et la phase OH' de la composante de polarisation horizontale pour des coordonnées x à exprimer, et le signal de sortie m'

du compteur M-aire 263. De façon similaire, on utilise un autre addition-

neur 277 pour produire y' en additionnant un écart.y à calculer en utili-

sant l'amplitude Gv' et la phase ev' de la composante de polarisation verticale pour des coordonnées y à exprimer, et le signal de sortie k' du compteur K-aire 264. Comme indiqué ci-dessous, les écarts Ax et Ay changent périodiquement au passage du centre de la période, 0, ce qui

fait que le dispositif de présentation d'information de ligne 273 repré-

sente une ellipse dont le centre a pour coordonnées (x, y). Dans l'ellipse du mode de réalisation présent, la taille et la direction ainsi que le degré

d'aplatissement de l'ellipse expriment le champ de vecteurs qui repré-

sente la distribution de courant sur l'objectif d'observation.

On utilise des sections de calcul 278 et 279 et un déphaseur 280 ainsi qu'un multiplieur 281 pour déterminer l'écart:x, et on utilise

des sections de calcul 282 et 283 et un déphaseur 284 ainsi qu'un multi-

plieur 285, pour déterminer l'écart Ay. En outre, en ce qui concerne l'am-

plitude, un commutateur de mode de présentation d'amplitude, 286, com-

prenant des commutateurs jumelés, est incorporé pour déterminer si

l'amplitude doit être calculée sur la base du logarithme ou de l'antiloga-

rithme. En ce qui concerne la composante de polarisation horizontale, la section de calcul 278 calcule l'équation suivante en recevant en entrée GH', Max et Min, log(GH'/Min) log(Max / Min) Conformément au résultat, on peut obtenir une amplitude logarithmique

en ce qui concerne la composante de polarisation horizontale dans la dy-

namique. La section de calcul 279 calcule l'équation suivante en recevant

en entrée GH' et Max.

II GH'

Max Conformément au résultat, on obtient un rapport antilogarithmique entre l'amplitude de la composante de polarisation horizontale et l'amplitude maximale Max. Un déphaseur 280 décale d'une quantité eH' la phase d'un signal sinusoïdal qui est émis par le générateur de signal sinusoïdal de

présentation 261. Le signal de sortie qui est sélectionné par le commu-

tateur de mode de présentation d'amplitude 286, parmi les signaux de

sortie des sections de calcul 278 et 279, et le signal de sortie du dépha-

seur 280, sont appliqués au multiplieur 281, et le signal de sortie du mul-

tiplieur 281 fournit l'écart Ax ci-dessus.

De la même manière, la section de calcul 282 calcule l'équation suivante en ce qui concerne la composante de polarisation verticale, Iog(Gv'/Min) log(Max / Min)

et la section de calcul 283 calcule l'équation suivante.

Gv Max

Le déphaseur 284 décale de la quantité ev' la phase du signal sinusoïdal.

Le signal de sortie qui est sélectionné par le commutateur de mode de présentation d'amplitude 286, parmi les signaux de sortie des sections de calcul 282 et 283, et le signal de sortie du déphaseur 284, sont appliqués au multiplieur 285, et le signal de sortie du multiplieur 285 donne l'écart

ay ci-dessus.

Comme décrit ci-dessus, on détermine les coordonnées (x', y') à présenter instantanément sur le dispositif de présentation d'information de ligne 273, et ce point de coordonnées (x', y') est présenté avec la couleur basée sur la variable qui est sélectionnée par le commutateur

d'information de couleur 270. Lorsqu'une image est présentée sur le dis-

positif de présentation d'information de ligne 273, il est évidemment pos-

sible de capter l'image de l'objectif d'observation avec un appareil tel

qu'une caméra vidéo, et de présenter l'image du dispositif de présenta-

tion d'information de ligne 273 en superposition avec l'image qui est pré-

sentée par la caméra. En outre, on peut utiliser en combinaison un pro-

cédé de présentation utilisant un contour.

On décrira ensuite en détail la sorte de présentation que l'on

peut effectuer en utilisant cette sorte de coordonnées de présentation (x'.

y'). Les déphaseurs 280 et 284 communiquent des déphasages respectifs

eH' et ev' au même signal sinusoïdal. Les signaux de sortie des dépha-

seurs 280 et 294 sont multipliés par les amplitudes GH' et Gv', au moyen des multiplieurs respectifs 281 et 285. indépendamment de la base de logarithme ou de la base d'antilogarithme de la phase. Il en résulte que l'on obtient une figure consistant en une ellipse, comme représenté sur la figure 14. Si on désigne par a la longueur d'un grand axe de l'ellipse, par ó un angle entre le grand axe et un axe H, par C un angle d'ouverture d'ellipse (un angle formé par des lignes reliant une extrémité d'un petit axe, une extrémité du grand axe et le centre de l'ellipse), ces grandeurs a, 4 et T sont respectivement exprimées par les équations (7.9), (7.7) et (7.8) ci-dessus. Plus précisément, la direction du grand axe de l'ellipse

représente la direction du champ de vecteurs en ce qui concerne la dis-

tribution de courant, la longueur a du grand axe montre un module de

l'intensité, et l'angle d'ouverture de l'ellipse -r exprime un état du tour-

billon. Plus l'angle d'ouverture t devient faible, plus le courant ou la pola-

risation s'approche d'une forme linéaire.

Les figures 15A et 15B montrent des exemples caractéristiques.

Sur la figure 15SA, des résultats d'observation sont superposés sur l'image (représentée en pointillés) d'un objectif d'observation 291, et le résultat d'observation a chaque point est illustré par une ellipse 292. La figure 15B montre avec des lignes continues les champs de vecteurs qui sont estimés à partir des résultats d'observation de la figure 15A. Ici, en appliquant le procédé de présentation de cette sorte, il est possible de

vérifier aisément même l'état de courant tourbillonnaire qui est occasion-

né par la collision des courants, et qu'il est impossible d'exprimer en uti-

lisant seulement des symboles de flèches. En d'autres termes, il devient possible de reconnaître aisément le champ de vecteurs qui est généré conformément à une telle distribution de courant. En outre, ce procédé de présentation peut présenter davantage d'information d'une manière

compréhensible, en comparaison avec le procédé qui utilise une vue aé-

rienne ou des lignes de niveau, sans parler du procédé classique qui traite l'amplitude et la phase pour donner des images respectives pour

chaque polarisation.

En ce qui concerne la présentation de la réponse temporelle, on

considère la transformation faisant passer de la fréquence centrale d'ob-

servation fn au temps tn, et on effectue le calcul suivant dans la mémoire

de donnees 237.

GH (x,y,tn) = W(fn)GH(xyfn)e2f H(xYn))dfn (7.11) Gv'(x,ytn) WeJfOavn(x,(y n) = \((,1(2,fntn-8v'(xy'fn))'df (7.12)

W(fn) est une fonction de pondération et, par exemple, si fumax est la fré-

quence maxiamele, W(fn) est calculée par l'équation suivante W(fn) = cos(Zfn/2fmax) Le procédé d'observation de distribution d'ondes de la présente invention n'est pas limité à l'aspect décrit ci- dessus. Par exemple, dans l'unité de mesure, la séquence de connexion du compteur ternaire 231, du compteur N-aire 232, du compteur M-aire 234 et du compteur K-aire 235 n'est pas limitée à la séquence ci-dessus, mais peut être changée en correspondance avec le mécanisme par exemple du plan d'observation

d'hologramme 211. Cependant, dans le but de réduire le nombre des ope-

rations de balayage de l'antenne de balayage 212, il est préférable de terminer l'observation en une fois pour chaque point de coordonnées dans le plan d'observation d'hologrammes 211, pour chaque fréquence d'une série des fréquences centrales d'observation. En outre, du fait que la commutation du commutateur 217 peut être effectuée plus rapidement

que la commutation de la fréquence centrale d'observation fn, si on con-

sidere la stabilité de fonctionnement des sections de filtrage 215 et 216, il est préférable d'effectuer la commutation des signaux observés SR(f), SH(f) et Sv(f) pour chaque fréquence centrale d'observation fn, a chaque

point de coordonnées.

Dans la partie de mesure du mode de réalisation ci-dessus, les signaux de sortie des sections de filtrage 215 et 216 sont respectivement transformés en signaux de différentes fréquences, et ensuite, après que ces deux signaux ont été multipliés, le résultat de la multiplication est

détecté par le détecteur vectoriel de SFI 226. Cependant, comme repre-

senté dans le document JP-A-08201459, il est possible d'utiliser une structure dans laquelle les signaux provenant des sections de filtrage 215 et 216 sont transformés pour donner le signal de la même fréquence,

et ensuite chaque signal est traité separément par intégration de Fourier.

En ce qui concerne la présentation d'image sur l'unité de pré-

sentation, on peut prendre pour l'information de couleur la phase expri-

mée par l'équation suivante: Em = GH' eje%'. cos(O) - Gv'ejev'. sin(a) dans laquelle ET donne le vecteur du grand axe de l'ellipse, et la phase de Em donne la phase du vecteur qui est établi dans la direction du grand axe.

Comme décrit ci-dessus, conformément au procédé d'observa-

tion de distribution d'ondes de la présente invention, il est possible d'an-

nuler le décalage de boucle d'asservissement de phase qui est produit

lorsque la fréquence d'observation est commutée, et d'effectuer l'obser-

vation d'un interférogramme complexe bidimensionnel en un seul ba-

layage, pour différentes fréquences d'observation.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être ap-

portées au dispositif et au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Procéde pour l'observation d'une distribution d'ondes par l'accomplissement d'une mesure d'interférence bidimensionnelle pour des ondes rayonnées d'un ensemble de fréquences d'observation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on fournit un premier capteur (213) pour détecter l'onde rayonnee, pour érmettre un premier signal, un

second caoteur (212) pour détecter l'onde rayonneée pour émettre un se-

cond signal, et un premier système de mesure et un second système de mesure, chacun d'eux étant destinés à extraire une composante d'une fréquence d'observation sélectionnée, parmi l'ensemble de fréquences d'observation, chacun des premier et second systèmes de mesure ayant une boucle d'asservissement de phase; on accomolit une première étape pour obtenir une corrélation entre des signaux de sortie des premier et second syst:mes de mesure, pour fournir en sortie une première valeur de corrélation en appliquant le premier signal aux premier et second systemes de mesure; on accormplit une seconde étape pour obtenir une corrélation entre des signaux de sortie des;,emier et second systèmes de mesure, pour fournir en sortie une seconde valeur de corrélation en

appliquant le premier signal au premier systeme de mesure, et en appli-

quant le second signal au second système de mesure; on sélectionne différentes fréquences d'observation et on accomoiit la première étape et la seconde étape pour chacune des différentes fréquences d'observation

sélectionnées, pour obtenir les première et seconde valeurs de corréla-

tion; et, en utilisant la première valeur de corrélation, on annule un effet d'une valeur de décalage de phase de la boucle d'asservissement de phase qui est du à un changement dans une fréquence d'observation, cet

effet etant inclus dans la seconde valeur de correlation.

2. Procédé pour l'observation d'une distribution d'ondes par l'accomplissement d'une mesure d'interférence biCimensionnelle pour des ondes rayonnees d'un ensemble de fréquences d'observation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: on fournit un premier capteur (213) pour détecter l'onde rayonnée, pour émettre un premier signal, un

second capteur (212) pour détecter une première composante de polari-

sation et une seconde composante de polarisation de l'onde rayonnée, pour émettre respectivement un second signal et un troisième signal, et un premier système de mesure et un second système de mesure, ayant

chacun pour fonction d'extraire une composante d'une fréquence d'ob-

servation sélectionnée, parmi l'ensemble de fréquences d'observation, chacun des premier et second systèmes de mesure ayant une boucle

d'asservissement de phase; on accomplit une première étape pour obte-

nir une corrélation entre des signaux de sortie des premier et second

systèmes de mesure, pour fournir en sortie une première valeur de cor-

relation en appliquant le premier signal aux premier et second systèmes de mesure; on accomplit une seconde étape pour obtenir une corrélation entre des signaux de sortie des premier et second systèmes de mesure, pour fournir en sortie une seconde valeur de corrélation en appliquant le premier signal au premier système de mesure, et en appliquant le second 1 signal au second système de mesure: on accomplit une troisième étape pour obtenir une corrélation entre des signaux de sortie des premier et second systèmes de mesure, pour fournir en sortie une troisième valeur

de corrélation en appliquant le premier signal au premier système de me-

sure, et en appliquant le troisième signal au second système de mesure;

et on accomplit une quatrième étape pour sélectionner différentes fré-

quences d'observation, pour accomplir la première étape, la seconde étape et la troisième étape pour chacune des frequences d'observation

sélectionnées, de façon a obtenir les première, seconde et troisième va-

leurs de corrélation, pour annuler, en utilisant la première valeur de cor-

relation, des effets d'une valeur de décalage de phase de la boucle d'as-

servissement de phase qui est due a un changement dans une fréquence

d'observation, et pour acquérir une amplitude et une phase pour la pre-

mière composante de polarisation et une amplitude et une phase pour la

seconde composante de polarisation, ces effets étant inclus dans les se-

conde et troisième valeurs de corrélation,

3. Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce qu'il

comprend en outre une étape qui consiste a acquérir, pour chaque posi-

tion d'un point de réception d'au moins un capteur parmi le premier cap-

teur (213) et le second capteur (212), une amplitude G1 et une phase e1 pour la première composante de polarisation, et une amplitude G2 et une phase 02 pour la seconde composante de polarisation, tout en changeant

la position du point de réception.

4,. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes: on génère une ellipse basée sur les amplitudes G1 et G2 et les phases 01 et 92 pour chaque position;

et on présente cette ellipse sur un écran de présentation, à un point cor-

respondant à la position du point de réception, pour visualiser la distri-

bution d'ondes.

5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il

comprend en outre les étapes suivantes: on reconstruit une image d'ho-

logramme en se basant sur les amplitudes G1 et G2 et les phases 01 et 62 à chaque position du point de réception, on acquiert, pour chaque point dans l'image d'hologramme reconstruite, une amplitude G1' et une phase O,' pour la première composante de polarisation, et une amplitude G2' et une phase e2' pour la seconde composante de polarisation; on génère une ellipse en se basant sur les amplitudes Gl' et G2' et les phases 1,' et

62' a chaque point; et on présente cette ellipse sur un écran de présen-

tation, à un point de présentation correspondant au point pour la visuali-

sation de la distribution d'ondes.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérise en ce qu'il

comprend en outre les étapes suivantes: on calcule un état de polarisa-

tion en se basant sur les amplitudes Gl' et G2' et sur les phases e,' et 62' à chaque point; et on change une couleur de présentation de l'ellipse,

conformément à l'état de polarisation qui est calculé.

7. Procédé de présentation d'une distribution d'ondes selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes

suivantes: on détermine une longueur du grand axe de l'ellipse confor-

mément à une amplitude combinée des amplitudes G," et G2"; on déter-

mine une orientation du grand axe de l'ellipse conformément à une direc-

tion d'un champ de vecteurs correspondant aux première et seconde composantes de polarisation; et on détermine un angle d'ouverture de l'ellipse conformément à un état de tourbillon, au moyen des première et

seconde composantes de polarisation.