JP2001183452A - レーダ断面積計測方法及びレーダ断面積計測装置 - Google Patents
レーダ断面積計測方法及びレーダ断面積計測装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 計測装置の種々の補正項を用いて等価散乱係
数を補正し、この値を用いることで遠方領域におけるレ
ーダ断面積を高精度に推定する。 【解決手段】 目標から近傍領域で目標を照射する送信
アンテナ２ａと目標からの散乱波を受信する受信アンテ
ナ２ｂとを目標に対して走査し目標の散乱電界を計測
し、得られた測定値をフレネル変換することで得られる
目標上の異なる部位の第一の等価散乱係数に対し、送信
アンテナ２ａの指向性と指向方向、受信アンテナ２ｂの
指向性と指向方向、及び目標と送受信アンテナの距離並
びに目標の姿勢により決まる目標上の振幅・位相分布の
補正を加えて補正された第二の等価散乱係数を求め、第
二の等価散乱係数を所定の微小角度範囲でフレネル変換
することにより遠方領域における散乱電界を推定し、遠
方領域における散乱電界から遠方領域におけるレーダ断
面積を求める。
数を補正し、この値を用いることで遠方領域におけるレ
ーダ断面積を高精度に推定する。 【解決手段】 目標から近傍領域で目標を照射する送信
アンテナ２ａと目標からの散乱波を受信する受信アンテ
ナ２ｂとを目標に対して走査し目標の散乱電界を計測
し、得られた測定値をフレネル変換することで得られる
目標上の異なる部位の第一の等価散乱係数に対し、送信
アンテナ２ａの指向性と指向方向、受信アンテナ２ｂの
指向性と指向方向、及び目標と送受信アンテナの距離並
びに目標の姿勢により決まる目標上の振幅・位相分布の
補正を加えて補正された第二の等価散乱係数を求め、第
二の等価散乱係数を所定の微小角度範囲でフレネル変換
することにより遠方領域における散乱電界を推定し、遠
方領域における散乱電界から遠方領域におけるレーダ断
面積を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はレーダの探知対象
である目標のレーダ断面積を計測する方法に関し、特に
計測環境上の制約から遠方界条件が満たされない近傍領
域における目標からの散乱電界の測定値を用いて遠方領
域におけるレーダ断面積を推定する方法及びそれを実現
するレーダ断面積計測装置に関するものである。
である目標のレーダ断面積を計測する方法に関し、特に
計測環境上の制約から遠方界条件が満たされない近傍領
域における目標からの散乱電界の測定値を用いて遠方領
域におけるレーダ断面積を推定する方法及びそれを実現
するレーダ断面積計測装置に関するものである。
【０００２】従来この種のレーダ断面積計測方法の例と
して、例えば１９９８年電子情報通信学会総合大会Ｂ−
１−２「近傍バイスタティックＲＣＳ測定法−球面、円
筒面、平面走査」に示されたものがある。ここには近傍
領域において球面走査、円筒面走査、平面走査で計測し
た計測対象目標からの散乱界をフーリエ変換することに
より遠方領域におけるレーダ断面積を推定する方法が提
案されている。この文献で提案されている方法のうち、
ここではまず球面走査の場合の例をとりあげて以下に説
明する。
して、例えば１９９８年電子情報通信学会総合大会Ｂ−
１−２「近傍バイスタティックＲＣＳ測定法−球面、円
筒面、平面走査」に示されたものがある。ここには近傍
領域において球面走査、円筒面走査、平面走査で計測し
た計測対象目標からの散乱界をフーリエ変換することに
より遠方領域におけるレーダ断面積を推定する方法が提
案されている。この文献で提案されている方法のうち、
ここではまず球面走査の場合の例をとりあげて以下に説
明する。
【０００３】上記文献で定義している座標系を図９に示
す。図において、推定したいバイスタティックレーダ断
面積の波源方向と観測点方向の中点方向をＸ軸とし、波
源方向と観測点方向がＸＹ面内に含まれるようにＹ軸及
びＺ軸を取り、そのバイスタティック角を２αとする。
この推定したい波源方向と観測点方向の延長線上におい
て、原点からの距離がρとなる位置に波源（点Ｐ）及び
観測点（点Ｑ）を設置する。波源及び観測点を固定とし
て球面走査法により目標１を回転させる。このときＸＹ
面内の回転角をΦ、ＸＺ面内の回転角をθとする。また
波長をλ、目標１のＹ軸方向及びＺ軸方向の最大長をそ
れぞれｙw，ｚwとし、距離ρは数１を満たすフレネル領
域にあるものと仮定する。
す。図において、推定したいバイスタティックレーダ断
面積の波源方向と観測点方向の中点方向をＸ軸とし、波
源方向と観測点方向がＸＹ面内に含まれるようにＹ軸及
びＺ軸を取り、そのバイスタティック角を２αとする。
この推定したい波源方向と観測点方向の延長線上におい
て、原点からの距離がρとなる位置に波源（点Ｐ）及び
観測点（点Ｑ）を設置する。波源及び観測点を固定とし
て球面走査法により目標１を回転させる。このときＸＹ
面内の回転角をΦ、ＸＺ面内の回転角をθとする。また
波長をλ、目標１のＹ軸方向及びＺ軸方向の最大長をそ
れぞれｙw，ｚwとし、距離ρは数１を満たすフレネル領
域にあるものと仮定する。
【０００４】
【数１】
【０００５】球面走査により目標を（θ，Φ）だけ回転
させて計測された、観測点から距離ρの位置にある目標
からの散乱電界をＥS（ρ，θ，Φ）とする。波数（２
π／λ）をｋとするとフレネル領域における散乱界は数
２で表わすことができる。
させて計測された、観測点から距離ρの位置にある目標
からの散乱電界をＥS（ρ，θ，Φ）とする。波数（２
π／λ）をｋとするとフレネル領域における散乱界は数
２で表わすことができる。
【０００６】
【数２】
【０００７】数２におけるＳe（ｙ，ｚ）は散乱体（目
標）表面上の散乱係数をＹＺ平面内に投影したもので、
等価散乱係数と呼ぶ。数２は、フレネル領域の散乱界は
等価散乱係数をフレネル変換して得られることを示して
いる。したがって数２の逆変換から数３が得られる。
標）表面上の散乱係数をＹＺ平面内に投影したもので、
等価散乱係数と呼ぶ。数２は、フレネル領域の散乱界は
等価散乱係数をフレネル変換して得られることを示して
いる。したがって数２の逆変換から数３が得られる。
【０００８】
【数３】
【０００９】数３は、波源と観測点の間のバイスタティ
ック角２α、及び目標と波源、観測点間の距離ρを保っ
たまま目標をθ方向及びΦ方向にそれぞれ微小角度範囲
θw，Φwだけ回転させて散乱界ＥS（ρ，θ，Φ）を計
測し、この計測データを上記角度範囲内でフレネル変換
することにより計測対象目標のＹＺ面内の大きさ
（ｙ w，ｚw）相当の領域内の等価散乱係数が得られるこ
とを示している。
ック角２α、及び目標と波源、観測点間の距離ρを保っ
たまま目標をθ方向及びΦ方向にそれぞれ微小角度範囲
θw，Φwだけ回転させて散乱界ＥS（ρ，θ，Φ）を計
測し、この計測データを上記角度範囲内でフレネル変換
することにより計測対象目標のＹＺ面内の大きさ
（ｙ w，ｚw）相当の領域内の等価散乱係数が得られるこ
とを示している。
【００１０】等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）は距離に依存
しない量であるため、推定したい遠方領域におけるバイ
スタティック散乱界ＥS（∞，０，０）は、数３によっ
て求められたＳe（ｙ，ｚ）を数２に適用し、さらにρ
＝∞，θ＝０，Φ＝０とすることにより数４のように求
めることができる。
しない量であるため、推定したい遠方領域におけるバイ
スタティック散乱界ＥS（∞，０，０）は、数３によっ
て求められたＳe（ｙ，ｚ）を数２に適用し、さらにρ
＝∞，θ＝０，Φ＝０とすることにより数４のように求
めることができる。
【００１１】
【数４】
【００１２】最後に、レーダ断面積の定義から遠方領域
におけるバイスタティックレーダ断面積σの推定値は数
５により求められる。
におけるバイスタティックレーダ断面積σの推定値は数
５により求められる。
【００１３】
【数５】
【００１４】次に平面走査の場合の例をとりあげて以下
に説明する。前記文献で定義している座標系を図１０に
示す。球面走査の場合と同じく推定したいバイスタティ
ックレーダ断面積の波源方向と観測点方向の中点方向を
Ｘ軸とし、波源方向と観測点方向がＸＹ面内に含まれる
ようにＹ軸及びＺ軸を取り、そのバイスタティック角を
２αとする。この推定したい波源方向と観測点方向の延
長線上において、原点からの距離がρとなる位置に波源
（点Ｐ）及び観測点（点Ｑ）を設置する。ここで目標を
Ｙ軸方向にｙ’、Ｚ軸方向にｚ’だけ直線的に移動させ
ることで平面走査を行うものとする。移動量ｙ’及び
ｚ’を極座標パラメータを用いて表わすと数６のように
なる。
に説明する。前記文献で定義している座標系を図１０に
示す。球面走査の場合と同じく推定したいバイスタティ
ックレーダ断面積の波源方向と観測点方向の中点方向を
Ｘ軸とし、波源方向と観測点方向がＸＹ面内に含まれる
ようにＹ軸及びＺ軸を取り、そのバイスタティック角を
２αとする。この推定したい波源方向と観測点方向の延
長線上において、原点からの距離がρとなる位置に波源
（点Ｐ）及び観測点（点Ｑ）を設置する。ここで目標を
Ｙ軸方向にｙ’、Ｚ軸方向にｚ’だけ直線的に移動させ
ることで平面走査を行うものとする。移動量ｙ’及び
ｚ’を極座標パラメータを用いて表わすと数６のように
なる。
【００１５】
【数６】
【００１６】上記の目標の移動は波源Ｐ及び観測点Ｑを
同時に−ｙ’及び−ｚ’だけ移動させることと等価であ
る。
同時に−ｙ’及び−ｚ’だけ移動させることと等価であ
る。
【００１７】次に球面走査の場合と同様に、平面走査に
より計測された近傍バイスタティック散乱電界値を用い
て遠方領域におけるバイスタティックレーダ断面積を求
める。数６の変換式を適用することにより、平面走査に
対応するフレネル領域の散乱界ＥS（ρ，θ，Φ）は数
７で表わすことができる。
より計測された近傍バイスタティック散乱電界値を用い
て遠方領域におけるバイスタティックレーダ断面積を求
める。数６の変換式を適用することにより、平面走査に
対応するフレネル領域の散乱界ＥS（ρ，θ，Φ）は数
７で表わすことができる。
【００１８】
【数７】
【００１９】ここにＳe（ｙ，ｚ）は球面走査の場合の
数２におけるのと同義の等価散乱係数である。数２と同
じく数７も、フレネル領域の散乱界は等価散乱係数をフ
レネル変換して得られることを示している。数７の逆変
換から数８が得られる。
数２におけるのと同義の等価散乱係数である。数２と同
じく数７も、フレネル領域の散乱界は等価散乱係数をフ
レネル変換して得られることを示している。数７の逆変
換から数８が得られる。
【００２０】
【数８】
【００２１】数８は以下のことを示している。波源と観
測点の間のバイスタティック角２α、及び目標と波源、
観測点間の距離ρを保ったまま目標をｙ方向及びｚ方向
にそれぞれ一定量だけ移動させると、この移動に対応し
て角度θ、Φが変化する。これにより生じた微小角度範
囲θw，Φw内で散乱界ＥS（ρ，θ，Φ）を計測し、こ
の計測データをフレネル変換することで計測対象目標の
ＹＺ面内の大きさ（ｙ w，ｚw）相当の領域内の等価散乱
係数が得られる。以後推定したい遠方領域におけるバイ
スタティック散乱界ＥS（∞，０，０）を求め、さらに
遠方領域におけるバイスタティックレーダ断面積σを求
める手順は球面走査の場合と同様である。
測点の間のバイスタティック角２α、及び目標と波源、
観測点間の距離ρを保ったまま目標をｙ方向及びｚ方向
にそれぞれ一定量だけ移動させると、この移動に対応し
て角度θ、Φが変化する。これにより生じた微小角度範
囲θw，Φw内で散乱界ＥS（ρ，θ，Φ）を計測し、こ
の計測データをフレネル変換することで計測対象目標の
ＹＺ面内の大きさ（ｙ w，ｚw）相当の領域内の等価散乱
係数が得られる。以後推定したい遠方領域におけるバイ
スタティック散乱界ＥS（∞，０，０）を求め、さらに
遠方領域におけるバイスタティックレーダ断面積σを求
める手順は球面走査の場合と同様である。
【００２２】従来のレーダ断面積計測方法によれば、以
上のようにして計測対象目標の近傍領域における２次元
領域内の散乱電界を計測することにより遠方領域におけ
るレーダ断面積を推定することができる。この方法は波
源及び観測点が近傍界に存在することにより、波源及び
観測点から目標上の異なる部位に至る行路長に差異が生
じることでもたらされる位相差を補償して等価散乱係数
を求め、これから遠方領域におけるレーダ断面積を推定
しようとするものである。
上のようにして計測対象目標の近傍領域における２次元
領域内の散乱電界を計測することにより遠方領域におけ
るレーダ断面積を推定することができる。この方法は波
源及び観測点が近傍界に存在することにより、波源及び
観測点から目標上の異なる部位に至る行路長に差異が生
じることでもたらされる位相差を補償して等価散乱係数
を求め、これから遠方領域におけるレーダ断面積を推定
しようとするものである。
【００２３】ここにおける等価散乱係数は、実際の計測
状況において実際の波源（送信アンテナ）により照射さ
れる目標上の各部位の振幅、位相と、これにより目標か
ら散乱される電界を実際に観測点に設置された受信アン
テナで受信したときの電界の振幅、位相に対応するもの
である。
状況において実際の波源（送信アンテナ）により照射さ
れる目標上の各部位の振幅、位相と、これにより目標か
ら散乱される電界を実際に観測点に設置された受信アン
テナで受信したときの電界の振幅、位相に対応するもの
である。
【００２４】したがって、実際の計測状況においても、
波源及び観測点から目標上の異なる部位に至る行路長差
に基づく位相差を除けば目標上の異なる部位が全て一様
に照射され、さらにこれら異なる部位からの散乱電界が
平等に受信アンテナのある観測点に到達するのであれ
ば、数２における等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）は遠方領
域のバイスタティックレーダ断面積に対応したものとな
るが、波源（送信アンテナ）あるいは受信アンテナとし
て指向性アンテナを用いた場合には、近距離において目
標が照射されることあるいはこれにより生じる散乱電界
を受信アンテナが受信することに対応する等価散乱係数
Ｓ’e（ｙ，ｚ）は前記の状況で得られるのとは厳密に
は異なるものとなり、これにより推定されるレーダ断面
積と遠方領域におけるレーダ断面積との間に差異が生じ
る。
波源及び観測点から目標上の異なる部位に至る行路長差
に基づく位相差を除けば目標上の異なる部位が全て一様
に照射され、さらにこれら異なる部位からの散乱電界が
平等に受信アンテナのある観測点に到達するのであれ
ば、数２における等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）は遠方領
域のバイスタティックレーダ断面積に対応したものとな
るが、波源（送信アンテナ）あるいは受信アンテナとし
て指向性アンテナを用いた場合には、近距離において目
標が照射されることあるいはこれにより生じる散乱電界
を受信アンテナが受信することに対応する等価散乱係数
Ｓ’e（ｙ，ｚ）は前記の状況で得られるのとは厳密に
は異なるものとなり、これにより推定されるレーダ断面
積と遠方領域におけるレーダ断面積との間に差異が生じ
る。
【００２５】この差異は目標と波源、観測点の距離ρが
近いほど、また送受信アンテナの指向性が鋭いほど大き
くなることは明白である。以下に簡単な例により上記に
従って発生するレーダ断面積推定値と真値との差異、即
ち計測誤差を導く。
近いほど、また送受信アンテナの指向性が鋭いほど大き
くなることは明白である。以下に簡単な例により上記に
従って発生するレーダ断面積推定値と真値との差異、即
ち計測誤差を導く。
【００２６】目標を照射する送信アンテナの指向性をｆ
1（θ，Φ）、目標からの散乱電界を受信する受信アン
テナの電界指向性をｆ2（θ，Φ）とする。この指向性
を持つ送信アンテナにより目標が非一様に照射される場
合にはＹＺ面に投影された等価散乱係数として本来のＳ
e（ｙ，ｚ）にｆ1（θ，Φ）が乗じられたものを考えな
ければならない。さらに、この目標から散乱される電界
を、電界指向性ｆ2（θ，Φ）を持つ受信アンテナによ
り受信することで得られる受信電界を考えるにあたって
は、上記等価散乱係数にｆ2（θ，Φ）を乗じたものを
考える必要がある。この場合のＸ軸方向の遠方散乱電界
は数９で表わされる。
1（θ，Φ）、目標からの散乱電界を受信する受信アン
テナの電界指向性をｆ2（θ，Φ）とする。この指向性
を持つ送信アンテナにより目標が非一様に照射される場
合にはＹＺ面に投影された等価散乱係数として本来のＳ
e（ｙ，ｚ）にｆ1（θ，Φ）が乗じられたものを考えな
ければならない。さらに、この目標から散乱される電界
を、電界指向性ｆ2（θ，Φ）を持つ受信アンテナによ
り受信することで得られる受信電界を考えるにあたって
は、上記等価散乱係数にｆ2（θ，Φ）を乗じたものを
考える必要がある。この場合のＸ軸方向の遠方散乱電界
は数９で表わされる。
【００２７】
【数９】
【００２８】数９から求められるバイスタティックレー
ダ断面積σ’は数１０のようになる。
ダ断面積σ’は数１０のようになる。
【００２９】
【数１０】
【００３０】以上より、目標が一様に照射され、さらに
この目標からの散乱電界を一様に観測することができる
場合に比べて、目標上に送信アンテナの指向性に起因す
る振幅、位相分布が生じ、さらにこの目標からの散乱電
界を受信アンテナの指向性が原因で平等に受信できない
場合の相対受信電力は、遠方領域レーダ断面積の真値σ
に対する実際の計測で得られる等価的レーダ断面積σ’
の比として数１１で表わすことができる。
この目標からの散乱電界を一様に観測することができる
場合に比べて、目標上に送信アンテナの指向性に起因す
る振幅、位相分布が生じ、さらにこの目標からの散乱電
界を受信アンテナの指向性が原因で平等に受信できない
場合の相対受信電力は、遠方領域レーダ断面積の真値σ
に対する実際の計測で得られる等価的レーダ断面積σ’
の比として数１１で表わすことができる。
【００３１】
【数１１】
【００３２】これが目標上の電界分布に基づくレーダ断
面積計測誤差であると考えてよい。ここで上記に従いレ
ーダ断面積計測誤差を求める具体例を示す。簡略化のた
めにバイスタティック角２α＝０、即ち波源位置と観測
点位置が共通なモノスタティック計測の場合を考える。
送信アンテナの指向性ｆ1（θ，Φ）と受信アンテナの
指向性ｆ2（θ，Φ）は等しいものとしｆ（θ，Φ）で
表わす。また目標としてＹ軸方向に長い細長い平板を仮
定しその面がＹＺ面内に含まれる姿勢を取る場合を考え
る。これにより目標上の散乱係数をＹＺ平面に投影して
得られる等価散乱係数の分布は一様であると仮定でき
る。よってＳe（ｙ，ｚ）＝１と置いてもよい。以上の
仮定により数１１は数１２のように簡単に書き換えられ
る。
面積計測誤差であると考えてよい。ここで上記に従いレ
ーダ断面積計測誤差を求める具体例を示す。簡略化のた
めにバイスタティック角２α＝０、即ち波源位置と観測
点位置が共通なモノスタティック計測の場合を考える。
送信アンテナの指向性ｆ1（θ，Φ）と受信アンテナの
指向性ｆ2（θ，Φ）は等しいものとしｆ（θ，Φ）で
表わす。また目標としてＹ軸方向に長い細長い平板を仮
定しその面がＹＺ面内に含まれる姿勢を取る場合を考え
る。これにより目標上の散乱係数をＹＺ平面に投影して
得られる等価散乱係数の分布は一様であると仮定でき
る。よってＳe（ｙ，ｚ）＝１と置いてもよい。以上の
仮定により数１１は数１２のように簡単に書き換えられ
る。
【００３３】
【数１２】
【００３４】次に送受信アンテナは目標を見込む角度範
囲内で数１３で表わせるような位相一様の指向性を有す
るものであると仮定する。
囲内で数１３で表わせるような位相一様の指向性を有す
るものであると仮定する。
【００３５】
【数１３】
【００３６】ここでアンテナのＸＺ平面内電力半値幅を
Θとすると、数１３のｐは数１４で表わせる。
Θとすると、数１３のｐは数１４で表わせる。
【００３７】
【数１４】
【００３８】ここで図１１に示すように目標１として、
長さＬ＝５ｍの細長い平板を、Ｙ軸方向が長さ方向とな
り、さらに面の法線方向がＸ軸方向となるように配置
し、これから距離ρ＝２５０ｍだけ離れた位置に置かれ
た送受信アンテナ２を使用して散乱電界を計測する場合
を考える。その振幅指向性の最大値方向が目標の中央部
（座標原点）を指向するように送受信アンテナ２を配置
するものとすると、目標上のＹ座標に対応するアンテナ
からのＸＹ平面内見込み角Φは数１５で与えられる。
長さＬ＝５ｍの細長い平板を、Ｙ軸方向が長さ方向とな
り、さらに面の法線方向がＸ軸方向となるように配置
し、これから距離ρ＝２５０ｍだけ離れた位置に置かれ
た送受信アンテナ２を使用して散乱電界を計測する場合
を考える。その振幅指向性の最大値方向が目標の中央部
（座標原点）を指向するように送受信アンテナ２を配置
するものとすると、目標上のＹ座標に対応するアンテナ
からのＸＹ平面内見込み角Φは数１５で与えられる。
【００３９】
【数１５】
【００４０】この見込み角Φと数１４で与えられる送受
信アンテナの振幅指向性を表わすパラメータｐ、及び目
標の長さＬにより目標上の振幅分布（振幅テーパ）形状
が決まり、これに起因するレーダ断面積計測誤差が数１
２から求められる。送受信アンテナの電力半値幅の関数
として上記レーダ断面積計測誤差を計算した例を図１２
に示す。図１２には目標の両端位置（ｙ＝±Ｌ／２）に
おける中央部からの振幅低下量（エッジテーパ）も併せ
て示してある。例えば送受信アンテナとして電力半値幅
１．５°のアンテナを用いた場合には、２５０ｍの距離
にある長さ５ｍの目標上に２．２５ｄＢの振幅の振幅テ
ーパがつき、これによるレーダ断面積計測誤差は約１．
１ｄＢとなることがわかる。
信アンテナの振幅指向性を表わすパラメータｐ、及び目
標の長さＬにより目標上の振幅分布（振幅テーパ）形状
が決まり、これに起因するレーダ断面積計測誤差が数１
２から求められる。送受信アンテナの電力半値幅の関数
として上記レーダ断面積計測誤差を計算した例を図１２
に示す。図１２には目標の両端位置（ｙ＝±Ｌ／２）に
おける中央部からの振幅低下量（エッジテーパ）も併せ
て示してある。例えば送受信アンテナとして電力半値幅
１．５°のアンテナを用いた場合には、２５０ｍの距離
にある長さ５ｍの目標上に２．２５ｄＢの振幅の振幅テ
ーパがつき、これによるレーダ断面積計測誤差は約１．
１ｄＢとなることがわかる。
【００４１】レーダ断面積計測レンジ構築にあたり、上
記のような目標上の振幅テーパに起因する計測誤差を抑
えるためには極力指向性の広いアンテナを用いるのが望
ましいことになるが、その一方では計測感度要求を満た
すために必要なアンテナ利得に対する要求もあり、これ
を満足させるためにはアンテナの指向性をあまり広くす
ることはできないことがある。何故なら、指向性の広い
アンテナは利得が低いからである。また屋外レンジにお
ける地面反射の影響、屋内レンジにおける床面反射、壁
面反射の影響による計測誤差の低減も計測レンジ設計上
の重要な課題となるが、この影響を少なくするためにも
アンテナの指向性はあまり広くない方がよい。これらの
要因を総合的に勘案していくと、アンテナの指向性に対
する要求には相反する要素があり、結果的に目標上の振
幅テーパの発生は避けられず、これに伴うレーダ断面積
計測誤差も免れ得ないことになる。
記のような目標上の振幅テーパに起因する計測誤差を抑
えるためには極力指向性の広いアンテナを用いるのが望
ましいことになるが、その一方では計測感度要求を満た
すために必要なアンテナ利得に対する要求もあり、これ
を満足させるためにはアンテナの指向性をあまり広くす
ることはできないことがある。何故なら、指向性の広い
アンテナは利得が低いからである。また屋外レンジにお
ける地面反射の影響、屋内レンジにおける床面反射、壁
面反射の影響による計測誤差の低減も計測レンジ設計上
の重要な課題となるが、この影響を少なくするためにも
アンテナの指向性はあまり広くない方がよい。これらの
要因を総合的に勘案していくと、アンテナの指向性に対
する要求には相反する要素があり、結果的に目標上の振
幅テーパの発生は避けられず、これに伴うレーダ断面積
計測誤差も免れ得ないことになる。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のレ
ーダ断面積計測方法では、使用するアンテナの指向性に
より生じる計測対象目標上の振幅テーパの影響により、
目標上の異なる部位の等価散乱係数を正しく求めること
ができず、遠方領域のレーダ断面積を正確に予測するこ
とができないという問題点があった。
ーダ断面積計測方法では、使用するアンテナの指向性に
より生じる計測対象目標上の振幅テーパの影響により、
目標上の異なる部位の等価散乱係数を正しく求めること
ができず、遠方領域のレーダ断面積を正確に予測するこ
とができないという問題点があった。
【００４３】この発明に関わるレーダ断面積計測方法は
上記のような問題点を解決するためのものであり、計測
装置に使用する送信アンテナ、受信アンテナの指向性、
指向方向及び目標との距離並びに目標の大きさと姿勢か
ら、実際にアンテナが目標上に形成する振幅、位相分布
を知り、これを補正項として一様分布に対応する目標上
の異なる部位の等価散乱係数を求め、この値を用いるこ
とで遠方領域におけるレーダ断面積を高精度に推定する
ことを目的とする。
上記のような問題点を解決するためのものであり、計測
装置に使用する送信アンテナ、受信アンテナの指向性、
指向方向及び目標との距離並びに目標の大きさと姿勢か
ら、実際にアンテナが目標上に形成する振幅、位相分布
を知り、これを補正項として一様分布に対応する目標上
の異なる部位の等価散乱係数を求め、この値を用いるこ
とで遠方領域におけるレーダ断面積を高精度に推定する
ことを目的とする。
【００４４】またこの発明に係わるレーダ断面積計測装
置は上記のレーダ断面積計測方法を実現することを目的
とする。
置は上記のレーダ断面積計測方法を実現することを目的
とする。
【００４５】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ断
面積計測方法は、目標に対するレーダ断面積の計測方法
において、目標から近傍領域で目標を照射する送信アン
テナと目標からの散乱波を受信する受信アンテナとを目
標に対して走査し目標の散乱電界を計測し、得られた測
定値をフレネル変換することで得られる目標上の異なる
部位の第一の等価散乱係数に対し、送信アンテナの指向
性と指向方向、受信アンテナの指向性と指向方向、及び
目標と送受信アンテナの距離並びに目標の姿勢により決
まる目標上の振幅・位相分布の補正を加えて補正された
第二の等価散乱係数を求め、第二の等価散乱係数を所定
の微小角度範囲でフレネル変換することにより遠方領域
における散乱電界を推定し、遠方領域における散乱電界
から遠方領域におけるレーダ断面積を求める。
面積計測方法は、目標に対するレーダ断面積の計測方法
において、目標から近傍領域で目標を照射する送信アン
テナと目標からの散乱波を受信する受信アンテナとを目
標に対して走査し目標の散乱電界を計測し、得られた測
定値をフレネル変換することで得られる目標上の異なる
部位の第一の等価散乱係数に対し、送信アンテナの指向
性と指向方向、受信アンテナの指向性と指向方向、及び
目標と送受信アンテナの距離並びに目標の姿勢により決
まる目標上の振幅・位相分布の補正を加えて補正された
第二の等価散乱係数を求め、第二の等価散乱係数を所定
の微小角度範囲でフレネル変換することにより遠方領域
における散乱電界を推定し、遠方領域における散乱電界
から遠方領域におけるレーダ断面積を求める。
【００４６】また、送信アンテナと受信アンテナとを、
隣接して設け、バイスタティック角を概略０に等しく
し、求めるレーダ断面積をモノスタティックレーダ断面
積とする。
隣接して設け、バイスタティック角を概略０に等しく
し、求めるレーダ断面積をモノスタティックレーダ断面
積とする。
【００４７】また、送信アンテナと受信アンテナとが形
成するバイスタティック角を所定の角度とし、求めるレ
ーダ断面積をバイスタティックレーダ断面積とする。
成するバイスタティック角を所定の角度とし、求めるレ
ーダ断面積をバイスタティックレーダ断面積とする。
【００４８】また、送受信アンテナの走査は、目標に対
して球面走査である。
して球面走査である。
【００４９】また、送受信アンテナの走査は、目標に対
して平面走査である。
して平面走査である。
【００５０】また、この発明に係るレーダ断面積計測装
置は、空間に保持された計測対象目標に対し電波照射を
行う送信アンテナ、目標からの散乱波を受信する受信ア
ンテナ、送信アンテナへの無線周波信号の供給と受信ア
ンテナで受信された散乱波信号の受信処理を行う送受信
装置、受信散乱波信号に基づいてレーダ断面積を算出す
る演算処理を行う信号処理装置を有するレーダ断面積計
測装置において、目標に対して、送受信アンテナを走査
する走査機構と送信アンテナ、受信アンテナの指向方向
を制御し、その指向角度を検知するアンテナ回転機構と
を備え、信号処理装置は、受信アンテナの受信した散乱
波から目標の散乱電界を計測し、得られた測定値をフレ
ネル変換することで得られる目標上の異なる部位の第一
の等価散乱係数に対し、送信アンテナの指向性と指向方
向、受信アンテナの指向性と指向方向、及び目標と送受
信アンテナの距離並びに目標の姿勢により決まる目標上
の振幅・位相分布の補正を加えて補正された第二の等価
散乱係数を求め、第二の等価散乱係数を所定の微小角度
範囲でフレネル変換することにより遠方領域における散
乱電界を推定する。
置は、空間に保持された計測対象目標に対し電波照射を
行う送信アンテナ、目標からの散乱波を受信する受信ア
ンテナ、送信アンテナへの無線周波信号の供給と受信ア
ンテナで受信された散乱波信号の受信処理を行う送受信
装置、受信散乱波信号に基づいてレーダ断面積を算出す
る演算処理を行う信号処理装置を有するレーダ断面積計
測装置において、目標に対して、送受信アンテナを走査
する走査機構と送信アンテナ、受信アンテナの指向方向
を制御し、その指向角度を検知するアンテナ回転機構と
を備え、信号処理装置は、受信アンテナの受信した散乱
波から目標の散乱電界を計測し、得られた測定値をフレ
ネル変換することで得られる目標上の異なる部位の第一
の等価散乱係数に対し、送信アンテナの指向性と指向方
向、受信アンテナの指向性と指向方向、及び目標と送受
信アンテナの距離並びに目標の姿勢により決まる目標上
の振幅・位相分布の補正を加えて補正された第二の等価
散乱係数を求め、第二の等価散乱係数を所定の微小角度
範囲でフレネル変換することにより遠方領域における散
乱電界を推定する。
【００５１】また、走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に隣接して設置する設
置機構とを有する。
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に隣接して設置する設
置機構とを有する。
【００５２】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で一定の距離を保つように、目標
を中心とした円弧上を移動させる円弧移動機構とを有す
る。
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で一定の距離を保つように、目標
を中心とした円弧上を移動させる円弧移動機構とを有す
る。
【００５３】また、走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に所定の角度離して設
置する設置機構とを有する。
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に所定の角度離して設
置する設置機構とを有する。
【００５４】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で一定の距離を保つように、目標を中心と
した円弧上を互いに任意の角度離れるように移動させる
円弧移動機構とを有する。
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で一定の距離を保つように、目標を中心と
した円弧上を互いに任意の角度離れるように移動させる
円弧移動機構とを有する。
【００５５】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で直線移動させる直線移動機構と
を有する。
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で直線移動させる直線移動機構と
を有する。
【００５６】また、走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、隣接した送信アンテナ
及び受信アンテナを、目標に対して近傍領域で直線移動
させる直線移動機構とを有する。
元に回転させる目標回転機構と、隣接した送信アンテナ
及び受信アンテナを、目標に対して近傍領域で直線移動
させる直線移動機構とを有する。
【００５７】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で任意の距離離して直線移動させる直線移
動機構とを有する。
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で任意の距離離して直線移動させる直線移
動機構とを有する。
【００５８】さらに、走査機構は、目標を支点中心に３
次元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受
信アンテナを、目標に対して近傍領域で任意の距離離し
て直線移動させる直線移動機構とを有する。
次元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受
信アンテナを、目標に対して近傍領域で任意の距離離し
て直線移動させる直線移動機構とを有する。
【００５９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示すレーダ断面積計測装置の構成を示す
鳥かん図、図２はその構成ブロック図である。図におい
て１は計測対象となる目標、２ａは送信アンテナ、２ｂ
は受信アンテナ、３は目標１を空間に保持するとともに
球面走査回転を与え、さらにその回転角度を検出する走
査機構としての目標回転機構、４は上記目標回転機構と
の間で目標回転制御信号Ｓ１と目標回転角度信号Ｓ２の
授受を行う目標回転制御装置である。
実施の形態１を示すレーダ断面積計測装置の構成を示す
鳥かん図、図２はその構成ブロック図である。図におい
て１は計測対象となる目標、２ａは送信アンテナ、２ｂ
は受信アンテナ、３は目標１を空間に保持するとともに
球面走査回転を与え、さらにその回転角度を検出する走
査機構としての目標回転機構、４は上記目標回転機構と
の間で目標回転制御信号Ｓ１と目標回転角度信号Ｓ２の
授受を行う目標回転制御装置である。
【００６０】送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂはそ
れぞれ送信アンテナ保持機構５ａ、受信アンテナ保持機
構５ｂを介して目標位置を中心とする半径ρの円弧を形
成する走査機構としてのレール６の上に保持される。こ
こで送信アンテナ２ａあるいは受信アンテナ２ｂは目標
１からのフレネル領域にあるものとする。
れぞれ送信アンテナ保持機構５ａ、受信アンテナ保持機
構５ｂを介して目標位置を中心とする半径ρの円弧を形
成する走査機構としてのレール６の上に保持される。こ
こで送信アンテナ２ａあるいは受信アンテナ２ｂは目標
１からのフレネル領域にあるものとする。
【００６１】送信アンテナ保持機構５ａ、受信アンテナ
保持機構５ｂは、その上に保持された送信アンテナ２
ａ、受信アンテナ２ｂが上記レール６が形成する円弧に
沿ってそれぞれ独立に回転移動できるように、その下部
に備えられた送信アンテナ回転機構７ａと受信アンテナ
回転機構７ｂにより制御される。
保持機構５ｂは、その上に保持された送信アンテナ２
ａ、受信アンテナ２ｂが上記レール６が形成する円弧に
沿ってそれぞれ独立に回転移動できるように、その下部
に備えられた送信アンテナ回転機構７ａと受信アンテナ
回転機構７ｂにより制御される。
【００６２】送信アンテナ回転機構７ａ、受信アンテナ
回転機構７ｂはさらに両アンテナのレール６上の回転角
度を検出する機能を有する。８は上記両アンテナ回転機
構７ａ、７ｂとの間でアンテナ回転制御信号Ｓ３、アン
テナ回転角度信号Ｓ４の授受を行うアンテナ回転制御装
置である。また送信アンテナ保持機構５ａ、受信アンテ
ナ保持機構５ｂの上部にはそれぞれ送信アンテナ指向角
回転機構９ａ、受信アンテナ指向角回転機構９ｂが備わ
っている。
回転機構７ｂはさらに両アンテナのレール６上の回転角
度を検出する機能を有する。８は上記両アンテナ回転機
構７ａ、７ｂとの間でアンテナ回転制御信号Ｓ３、アン
テナ回転角度信号Ｓ４の授受を行うアンテナ回転制御装
置である。また送信アンテナ保持機構５ａ、受信アンテ
ナ保持機構５ｂの上部にはそれぞれ送信アンテナ指向角
回転機構９ａ、受信アンテナ指向角回転機構９ｂが備わ
っている。
【００６３】これらはアンテナ指向角制御装置１０から
のアンテナ指向角制御信号Ｓ５に従い送信アンテナ２
ａ、受信アンテナ２ｂを任意の向きに指向させるととも
に、その指向角を検出する働きも有する。ここで検出さ
れたアンテナ指向角度はアンテナ指向角度信号Ｓ６とし
て指向角制御装置１０に送出される。１１は送信アンテ
ナ２ａに送信ＲＦ信号Ｓ７を供給するとともに、目標か
らの散乱電界信号Ｓ８を受信する送受信装置である。ま
た１２は信号処理装置であり上記の各部位の制御のため
の目標制御信号Ｓ９、アンテナ制御信号Ｓ１０、送受信
装置制御信号Ｓ１１の送出と、それぞれデジタル信号化
された目標回転角度信号Ｓ２、アンテナ回転角度信号Ｓ
４、アンテナ指向角度信号Ｓ６及び散乱電界信号Ｓ８の
受信、並びに上記各種情報をもとにした以下のレーダ断
面積計測方法によるレーダ断面積算出処理を実行する。
この発明の実施の形態１により実現できるレーダ断面積
計測方法の詳細は以下のとおりである。
のアンテナ指向角制御信号Ｓ５に従い送信アンテナ２
ａ、受信アンテナ２ｂを任意の向きに指向させるととも
に、その指向角を検出する働きも有する。ここで検出さ
れたアンテナ指向角度はアンテナ指向角度信号Ｓ６とし
て指向角制御装置１０に送出される。１１は送信アンテ
ナ２ａに送信ＲＦ信号Ｓ７を供給するとともに、目標か
らの散乱電界信号Ｓ８を受信する送受信装置である。ま
た１２は信号処理装置であり上記の各部位の制御のため
の目標制御信号Ｓ９、アンテナ制御信号Ｓ１０、送受信
装置制御信号Ｓ１１の送出と、それぞれデジタル信号化
された目標回転角度信号Ｓ２、アンテナ回転角度信号Ｓ
４、アンテナ指向角度信号Ｓ６及び散乱電界信号Ｓ８の
受信、並びに上記各種情報をもとにした以下のレーダ断
面積計測方法によるレーダ断面積算出処理を実行する。
この発明の実施の形態１により実現できるレーダ断面積
計測方法の詳細は以下のとおりである。
【００６４】目標１は球面走査回転できる目標回転機構
３上に保持されており、送信アンテナ２ａ、受信アンテ
ナ２ｂは目標１から距離ρだけ離れた円弧状のレール６
の上にそれぞれ送信アンテナ保持機構５ａ、受信アンテ
ナ保持機構５ｂを介して保持されているので、この構成
により目標と波源、観測点とを任意のバイスタティック
角２α、任意のアスペクト角（θ，Φ）に配置するよう
信号処理装置１２から制御することが可能である。また
上記角度は目標回転機構３、送信アンテナ回転機構７ａ
及び受信アンテナ回転機構７ｂによって検出でき、角度
情報は目標回転角度信号Ｓ２、アンテナ回転角度信号Ｓ
４として信号処理装置１２に送出される。また送信アン
テナ２ａ、受信アンテナ２ｂは送信アンテナ指向角回転
機構９ａ、受信アンテナ指向角回転機構９ｂの働きによ
り信号処理装置１２からその指向方向を制御することが
可能であるとともに、その指向角の検知も可能である。
検知された指向角情報はアンテナ指向角度信号Ｓ６とし
て信号処理装置１２に送出される。
３上に保持されており、送信アンテナ２ａ、受信アンテ
ナ２ｂは目標１から距離ρだけ離れた円弧状のレール６
の上にそれぞれ送信アンテナ保持機構５ａ、受信アンテ
ナ保持機構５ｂを介して保持されているので、この構成
により目標と波源、観測点とを任意のバイスタティック
角２α、任意のアスペクト角（θ，Φ）に配置するよう
信号処理装置１２から制御することが可能である。また
上記角度は目標回転機構３、送信アンテナ回転機構７ａ
及び受信アンテナ回転機構７ｂによって検出でき、角度
情報は目標回転角度信号Ｓ２、アンテナ回転角度信号Ｓ
４として信号処理装置１２に送出される。また送信アン
テナ２ａ、受信アンテナ２ｂは送信アンテナ指向角回転
機構９ａ、受信アンテナ指向角回転機構９ｂの働きによ
り信号処理装置１２からその指向方向を制御することが
可能であるとともに、その指向角の検知も可能である。
検知された指向角情報はアンテナ指向角度信号Ｓ６とし
て信号処理装置１２に送出される。
【００６５】目標１と送信アンテナ２ａ、受信アンテナ
２ｂとの関係がバイスタティック角２α、アスペクト角
（θ，Φ）にあるときに送受信装置１１により計測され
る目標からの散乱電界ＥS’（θ，Φ）は、実際の送信
アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂを使用した場合にもた
らされる等価散乱係数Ｓe’（ｙ，ｚ）を波源及び観測
点までの行路差に基づく位相差を考慮に入れて積分（フ
レネル変換）することによって得られる散乱界である。
上記等価散乱係数Ｓe’（ｙ，ｚ）は、実際の送信アン
テナ２ａの指向性形状と指向方向によって決まるｆ
1（θ，Φ）及び実際の受信アンテナ２ｂの指向性形状
と指向方向によって決まるｆ2（θ，Φ）を本来の一様
分布、平等受信時の等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）に乗じ
て得られるものである。角度（θ，Φ）の関数としての
ｆ1（θ，Φ）、ｆ2（θ，Φ）は投影平面上の位置座標
（ｙ，ｚ）の関数としてのｆ1（ｙ，ｚ）、ｆ2（ｙ，
ｚ）に置き換えることができるから、上記の概念は数１
６で表わせる。
２ｂとの関係がバイスタティック角２α、アスペクト角
（θ，Φ）にあるときに送受信装置１１により計測され
る目標からの散乱電界ＥS’（θ，Φ）は、実際の送信
アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂを使用した場合にもた
らされる等価散乱係数Ｓe’（ｙ，ｚ）を波源及び観測
点までの行路差に基づく位相差を考慮に入れて積分（フ
レネル変換）することによって得られる散乱界である。
上記等価散乱係数Ｓe’（ｙ，ｚ）は、実際の送信アン
テナ２ａの指向性形状と指向方向によって決まるｆ
1（θ，Φ）及び実際の受信アンテナ２ｂの指向性形状
と指向方向によって決まるｆ2（θ，Φ）を本来の一様
分布、平等受信時の等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）に乗じ
て得られるものである。角度（θ，Φ）の関数としての
ｆ1（θ，Φ）、ｆ2（θ，Φ）は投影平面上の位置座標
（ｙ，ｚ）の関数としてのｆ1（ｙ，ｚ）、ｆ2（ｙ，
ｚ）に置き換えることができるから、上記の概念は数１
６で表わせる。
【００６６】
【数１６】
【００６７】したがって、これらのアンテナを用いて実
際に計測された散乱電界ＥS’（θ，Φ）から、アンテ
ナの指向性に依存しない本来の一様照射、平等受信に対
応する等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）を求めるには、数１
７、数１８に従って数１６の逆フレネル変換を行えばよ
い。
際に計測された散乱電界ＥS’（θ，Φ）から、アンテ
ナの指向性に依存しない本来の一様照射、平等受信に対
応する等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）を求めるには、数１
７、数１８に従って数１６の逆フレネル変換を行えばよ
い。
【００６８】
【数１７】
【００６９】
【数１８】
【００７０】数１７、数１８の積分範囲ΦW，θWは角度
Φ及びθを中心とする２次元の微小角度範囲であり、実
行上はθ及びΦの連続回転により取得されたこの範囲内
複数点の（θ，Φ）に対応する散乱電界値を用いて数値
積分すればよい。最終的に推定したい遠方領域の散乱界
は数１８でρ＝∞、θ＝０、Φ＝０として数４により求
めることができる。そして最後にレーダ断面積の定義か
ら数５を用いて遠方バイスタティックレーダ断面積を得
ることができる。
Φ及びθを中心とする２次元の微小角度範囲であり、実
行上はθ及びΦの連続回転により取得されたこの範囲内
複数点の（θ，Φ）に対応する散乱電界値を用いて数値
積分すればよい。最終的に推定したい遠方領域の散乱界
は数１８でρ＝∞、θ＝０、Φ＝０として数４により求
めることができる。そして最後にレーダ断面積の定義か
ら数５を用いて遠方バイスタティックレーダ断面積を得
ることができる。
【００７１】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２を示すレーダ断面積計測装置の構成を示す鳥かん
図、図４はその構成ブロック図である。図において符号
１、２ａ、２ｂ、３、４、６、９ａ、９ｂ、１０、１
１、１２は図１あるいは図２におけるのと同様のもので
ありその機能も同様である。
態２を示すレーダ断面積計測装置の構成を示す鳥かん
図、図４はその構成ブロック図である。図において符号
１、２ａ、２ｂ、３、４、６、９ａ、９ｂ、１０、１
１、１２は図１あるいは図２におけるのと同様のもので
ありその機能も同様である。
【００７２】送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂはい
ずれも送受信アンテナ保持機構５を介して走査機構とし
てのレール６の上に保持される。送受信アンテナ保持機
構５は、その上に保持された送信アンテナ２ａ、受信ア
ンテナ２ｂが上記レール６が形成する円弧に沿って回転
移動できるように、送受信アンテナ回転機構７により制
御される。アンテナ回転制御装置８は上記送受信アンテ
ナ回転機構７との間でアンテナ回転制御信号Ｓ３、アン
テナ回転角度信号Ｓ４の授受を行う。また送受信アンテ
ナ保持機構５には送信アンテナ指向角回転機構９ａ、受
信アンテナ指向角回転機構９ｂが備わっており、これら
はアンテナ指向角制御装置１０からのアンテナ指向角制
御信号Ｓ５によって制御されるとともに、指向角制御装
置１０にアンテナ指向角度信号Ｓ６を送出する。
ずれも送受信アンテナ保持機構５を介して走査機構とし
てのレール６の上に保持される。送受信アンテナ保持機
構５は、その上に保持された送信アンテナ２ａ、受信ア
ンテナ２ｂが上記レール６が形成する円弧に沿って回転
移動できるように、送受信アンテナ回転機構７により制
御される。アンテナ回転制御装置８は上記送受信アンテ
ナ回転機構７との間でアンテナ回転制御信号Ｓ３、アン
テナ回転角度信号Ｓ４の授受を行う。また送受信アンテ
ナ保持機構５には送信アンテナ指向角回転機構９ａ、受
信アンテナ指向角回転機構９ｂが備わっており、これら
はアンテナ指向角制御装置１０からのアンテナ指向角制
御信号Ｓ５によって制御されるとともに、指向角制御装
置１０にアンテナ指向角度信号Ｓ６を送出する。
【００７３】取得された散乱電界の計測値から遠方領域
でのレーダ断面積を求める方法、手順は実施の形態１と
同等であるが、ここでは送信アンテナ２ａと受信アンテ
ナ２ｂが共通の送受信アンテナ保持機構５上にα≒０で
近接配置されているので、算出されるレーダ断面積はバ
イスタティックレーダ断面積ではなくモノスタティック
レーダ断面積である。実施の形態１の説明における数１
６に対してモノスタティック形態に対応するα＝０を適
用すると数１９が成り立つ。
でのレーダ断面積を求める方法、手順は実施の形態１と
同等であるが、ここでは送信アンテナ２ａと受信アンテ
ナ２ｂが共通の送受信アンテナ保持機構５上にα≒０で
近接配置されているので、算出されるレーダ断面積はバ
イスタティックレーダ断面積ではなくモノスタティック
レーダ断面積である。実施の形態１の説明における数１
６に対してモノスタティック形態に対応するα＝０を適
用すると数１９が成り立つ。
【００７４】
【数１９】
【００７５】同様に実施の形態１の説明における数１
７、数１８に対してもモノスタティック形態に対応する
α＝０を適用すると数２０、数２１が成り立つ。
７、数１８に対してもモノスタティック形態に対応する
α＝０を適用すると数２０、数２１が成り立つ。
【００７６】
【数２０】
【００７７】
【数２１】
【００７８】ここまで求まればあとは実施の形態１にお
けるのと同様数４、数５を用いることによって遠方領域
のモノスタティックレーダ断面積を推定することができ
る。
けるのと同様数４、数５を用いることによって遠方領域
のモノスタティックレーダ断面積を推定することができ
る。
【００７９】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３を示すレーダ断面積計測装置の構成を示す鳥かん
図、図６はその構成ブロック図である。図において図
１、図２、図３あるいは図４と同一の符号を付した部位
は図１、図２、図３あるいは図４におけるのと同様のも
のであり同様の機能を有する。
態３を示すレーダ断面積計測装置の構成を示す鳥かん
図、図６はその構成ブロック図である。図において図
１、図２、図３あるいは図４と同一の符号を付した部位
は図１、図２、図３あるいは図４におけるのと同様のも
のであり同様の機能を有する。
【００８０】送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂはそ
れぞれ送信アンテナ昇降機構１３ａ、受信アンテナ昇降
機構１３ｂを介して走査機構としての直線状のレール１
４の上に保持される。送信アンテナ昇降機構１３ａ、受
信アンテナ昇降機構１３ｂはそれぞれのアンテナ２ａ、
２ｂを昇降させる働きとともに両アンテナの高さを検出
する機能を有する。
れぞれ送信アンテナ昇降機構１３ａ、受信アンテナ昇降
機構１３ｂを介して走査機構としての直線状のレール１
４の上に保持される。送信アンテナ昇降機構１３ａ、受
信アンテナ昇降機構１３ｂはそれぞれのアンテナ２ａ、
２ｂを昇降させる働きとともに両アンテナの高さを検出
する機能を有する。
【００８１】１５は上記両アンテナ昇降機構１３ａ、１
３ｂとの間でアンテナ昇降制御信号Ｓ１２、アンテナ高
さ信号Ｓ１３の授受を行うアンテナ昇降制御装置であ
る。レール１４上の送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２
ｂの直線移動は、送信アンテナ走行機構１６ａと受信ア
ンテナ走行機構１６ｂにより制御される。
３ｂとの間でアンテナ昇降制御信号Ｓ１２、アンテナ高
さ信号Ｓ１３の授受を行うアンテナ昇降制御装置であ
る。レール１４上の送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２
ｂの直線移動は、送信アンテナ走行機構１６ａと受信ア
ンテナ走行機構１６ｂにより制御される。
【００８２】送信アンテナ走行機構１６ａ、受信アンテ
ナ走行機構１６ｂはさらに両アンテナのレール１４上の
位置を検出する機能を有する。１７は上記両アンテナ走
行機構１６ａ、１６ｂとの間でアンテナ走行制御信号Ｓ
１４、アンテナ位置信号Ｓ１５の授受を行うアンテナ走
行制御装置である。
ナ走行機構１６ｂはさらに両アンテナのレール１４上の
位置を検出する機能を有する。１７は上記両アンテナ走
行機構１６ａ、１６ｂとの間でアンテナ走行制御信号Ｓ
１４、アンテナ位置信号Ｓ１５の授受を行うアンテナ走
行制御装置である。
【００８３】また送信アンテナ昇降機構１３ａ、受信ア
ンテナ昇降機構１３ｂには実施の形態１、実施の形態２
におけるものと同様の働きをする送信アンテナ指向角回
転機構９ａ、受信アンテナ指向角回転機構９ｂが備わっ
ている。
ンテナ昇降機構１３ｂには実施の形態１、実施の形態２
におけるものと同様の働きをする送信アンテナ指向角回
転機構９ａ、受信アンテナ指向角回転機構９ｂが備わっ
ている。
【００８４】信号処理装置１２は上記の各部位の制御の
ための目標制御信号Ｓ９、アンテナ制御信号Ｓ１０、送
受信装置制御信号Ｓ１１の送出と、それぞれデジタル信
号化された目標回転角度信号Ｓ２、アンテナ回転角度信
号Ｓ４、アンテナ指向角度信号Ｓ６、アンテナ高さ信号
Ｓ１３、アンテナ位置信号Ｓ１５及び散乱電界信号Ｓ８
の受信、並びに上記各種情報をもとにした以下のレーダ
断面積計測方法によるレーダ断面積算出処理を実行す
る。この発明の実施の形態３により実現できるレーダ断
面積計測方法の詳細は以下のとおりである。
ための目標制御信号Ｓ９、アンテナ制御信号Ｓ１０、送
受信装置制御信号Ｓ１１の送出と、それぞれデジタル信
号化された目標回転角度信号Ｓ２、アンテナ回転角度信
号Ｓ４、アンテナ指向角度信号Ｓ６、アンテナ高さ信号
Ｓ１３、アンテナ位置信号Ｓ１５及び散乱電界信号Ｓ８
の受信、並びに上記各種情報をもとにした以下のレーダ
断面積計測方法によるレーダ断面積算出処理を実行す
る。この発明の実施の形態３により実現できるレーダ断
面積計測方法の詳細は以下のとおりである。
【００８５】目標１は球面走査回転できる目標回転機構
３上に保持されており、送信アンテナ２ａ、受信アンテ
ナ２ｂは直線状のレール１４の上を移動できるとともに
その高さの調整も可能となっているので、この構成によ
り目標と波源、観測点とを任意のバイスタティック角２
α、任意のアスペクト角（θ，Φ）に初期設定したの
ち、このアスペクト角を中心とする微小角度範囲内を平
面走査法により走査することが可能である。この制御は
全て信号処理装置１２から行うことが可能である。
３上に保持されており、送信アンテナ２ａ、受信アンテ
ナ２ｂは直線状のレール１４の上を移動できるとともに
その高さの調整も可能となっているので、この構成によ
り目標と波源、観測点とを任意のバイスタティック角２
α、任意のアスペクト角（θ，Φ）に初期設定したの
ち、このアスペクト角を中心とする微小角度範囲内を平
面走査法により走査することが可能である。この制御は
全て信号処理装置１２から行うことが可能である。
【００８６】したがって信号処理装置１２では上記走査
によって計測される目標１からの散乱電界信号Ｓ８、目
標回転角度信号Ｓ２、アンテナ高さ信号Ｓ１３、アンテ
ナ位置信号Ｓ１５、アンテナ指向角度信号Ｓ６等の情報
を使用して、以下の手順により遠方領域でのレーダ断面
積σを算出することができる。
によって計測される目標１からの散乱電界信号Ｓ８、目
標回転角度信号Ｓ２、アンテナ高さ信号Ｓ１３、アンテ
ナ位置信号Ｓ１５、アンテナ指向角度信号Ｓ６等の情報
を使用して、以下の手順により遠方領域でのレーダ断面
積σを算出することができる。
【００８７】実施の形態１におけるのと同じく、ここで
計測される目標からの散乱電界ＥS’（θ，Φ）は、実
際の送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂの指向性形状
と指向方向によって決まるｆ1（θ，Φ）及び実際の受
信アンテナ２ｂの指向性形状と指向方向によって決まる
ｆ2（θ，Φ）を本来の一様分布、平等受信時の等価散
乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）に乗じて得られる等価散乱係数
Ｓe’（ｙ，ｚ）をフレネル変換することで得られるも
のである。平面走査に対応する散乱電界の式である数７
に上記の概念を適用すると数２２となる。これは球面走
査法を使用した実施の形態１の説明における数１６に相
当するものである。
計測される目標からの散乱電界ＥS’（θ，Φ）は、実
際の送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂの指向性形状
と指向方向によって決まるｆ1（θ，Φ）及び実際の受
信アンテナ２ｂの指向性形状と指向方向によって決まる
ｆ2（θ，Φ）を本来の一様分布、平等受信時の等価散
乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）に乗じて得られる等価散乱係数
Ｓe’（ｙ，ｚ）をフレネル変換することで得られるも
のである。平面走査に対応する散乱電界の式である数７
に上記の概念を適用すると数２２となる。これは球面走
査法を使用した実施の形態１の説明における数１６に相
当するものである。
【００８８】
【数２２】
【００８９】実際に計測された散乱電界ＥS’（θ，
Φ）から等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）を求めるには、実
施の形態１における数１４の代わりに数２３を用いてフ
レネル変換を行えばよい。
Φ）から等価散乱係数Ｓe（ｙ，ｚ）を求めるには、実
施の形態１における数１４の代わりに数２３を用いてフ
レネル変換を行えばよい。
【００９０】
【数２３】
【００９１】数２３の積分範囲ΦW，θWは２次元の微小
角度範囲であり、実行上は目標回転機構３により設定さ
れた角度（θ，Φ）を中心として、送信アンテナ２ａ、
受信アンテナ２ｂの昇降により実現される角度θの変化
と、レール１４上を送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２
ｂが直線的に移動することにより実現される角度Φの変
化から決まるものである。あとは実施の形態１あるいは
実施の形態２におけるのと同じく、取得されたこの範囲
内複数点の（θ，Φ）に対応する散乱電界値を数値積分
して数４から遠方領域の散乱界を求め、最後にレーダ断
面積の定義から数５を用いて遠方バイスタティックレー
ダ断面積の推定値を得ることができる。
角度範囲であり、実行上は目標回転機構３により設定さ
れた角度（θ，Φ）を中心として、送信アンテナ２ａ、
受信アンテナ２ｂの昇降により実現される角度θの変化
と、レール１４上を送信アンテナ２ａ、受信アンテナ２
ｂが直線的に移動することにより実現される角度Φの変
化から決まるものである。あとは実施の形態１あるいは
実施の形態２におけるのと同じく、取得されたこの範囲
内複数点の（θ，Φ）に対応する散乱電界値を数値積分
して数４から遠方領域の散乱界を求め、最後にレーダ断
面積の定義から数５を用いて遠方バイスタティックレー
ダ断面積の推定値を得ることができる。
【００９２】実施の形態４．尚上記実施の形態３では送
信アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂを別々の架に設置す
ることでそれぞれ別々にその位置、高さを変えることが
できるようにした例を示したが、図７に示すように、こ
れらを共通の架に設置し、送受共用のアンテナ昇降機構
１３、アンテナ走行機構１６を用いて２次元の微小角度
範囲ΦW，θWを走査できるようにしてもよい。この場合
の計測はモノスタティックレーダ断面積計測となり、実
施の形態３においては数２３が用いられた等価散乱係数
を求める式として数２４を適用すればよい。
信アンテナ２ａ、受信アンテナ２ｂを別々の架に設置す
ることでそれぞれ別々にその位置、高さを変えることが
できるようにした例を示したが、図７に示すように、こ
れらを共通の架に設置し、送受共用のアンテナ昇降機構
１３、アンテナ走行機構１６を用いて２次元の微小角度
範囲ΦW，θWを走査できるようにしてもよい。この場合
の計測はモノスタティックレーダ断面積計測となり、実
施の形態３においては数２３が用いられた等価散乱係数
を求める式として数２４を適用すればよい。
【００９３】
【数２４】
【００９４】これから遠方領域のモノスタティック散乱
界、遠方モノスタティックレーダ断面積を推定する手順
は他の実施の形態におけるのと同様である。
界、遠方モノスタティックレーダ断面積を推定する手順
は他の実施の形態におけるのと同様である。
【００９５】実施の形態５．また上記実施の形態３では
目標１を俯仰角回転が可能な目標回転機構３に搭載し、
これにより目標と波源、観測点とを任意のアスペクト角
（θ，Φ）に初期設定する方式としたが、図８に示すよ
うに、目標１を固定の目標支持架台１８の上に搭載する
ようにしてもよい。この場合はアンテナ昇降機構１３
ａ、１３ｂによる送受信アンテナ２ａ、２ｂの上下動、
アンテナ走行機構１６ａ、１６ｂによる送受信アンテナ
２ａ、２ｂの位置移動によってのみアスペクト角の設定
がなされることとなるため、この形態は比較的狭い角度
範囲のバイスタティックレーダ断面積を計測するのに適
した形態ということになる。散乱電界の計測値から等価
散乱係数、バイスタティックレーダ断面積を推定するア
ルゴリズムは実施の形態３に適用されるものと共通であ
る。
目標１を俯仰角回転が可能な目標回転機構３に搭載し、
これにより目標と波源、観測点とを任意のアスペクト角
（θ，Φ）に初期設定する方式としたが、図８に示すよ
うに、目標１を固定の目標支持架台１８の上に搭載する
ようにしてもよい。この場合はアンテナ昇降機構１３
ａ、１３ｂによる送受信アンテナ２ａ、２ｂの上下動、
アンテナ走行機構１６ａ、１６ｂによる送受信アンテナ
２ａ、２ｂの位置移動によってのみアスペクト角の設定
がなされることとなるため、この形態は比較的狭い角度
範囲のバイスタティックレーダ断面積を計測するのに適
した形態ということになる。散乱電界の計測値から等価
散乱係数、バイスタティックレーダ断面積を推定するア
ルゴリズムは実施の形態３に適用されるものと共通であ
る。
【００９６】
【発明の効果】この発明に係るレーダ断面積計測方法
は、目標のレーダ断面積の計測方法において、目標から
近傍領域で目標を照射する送信アンテナと目標からの散
乱波を受信する受信アンテナとを目標に対して走査し目
標の散乱電界を計測し、得られた測定値をフレネル変換
することで得られる目標上の異なる部位の第一の等価散
乱係数に対し、送信アンテナの指向性と指向方向、受信
アンテナの指向性と指向方向、及び目標と送受信アンテ
ナの距離並びに目標の姿勢により決まる目標上の振幅・
位相分布の補正を加えて補正された第二の等価散乱係数
を求め、第二の等価散乱係数を所定の微小角度範囲でフ
レネル変換することにより遠方領域における散乱電界を
推定し、遠方領域における散乱電界から遠方領域におけ
るレーダ断面積を求める。そのため、使用するアンテナ
の指向性により生じる計測対象目標上の振幅テーパに影
響されず、目標上の異なる部位の等価散乱係数を正しく
求めることができ、近傍領域における散乱電界の測定値
を用いて、遠方領域のレーダ断面積を正確に予測するこ
とがでる。
は、目標のレーダ断面積の計測方法において、目標から
近傍領域で目標を照射する送信アンテナと目標からの散
乱波を受信する受信アンテナとを目標に対して走査し目
標の散乱電界を計測し、得られた測定値をフレネル変換
することで得られる目標上の異なる部位の第一の等価散
乱係数に対し、送信アンテナの指向性と指向方向、受信
アンテナの指向性と指向方向、及び目標と送受信アンテ
ナの距離並びに目標の姿勢により決まる目標上の振幅・
位相分布の補正を加えて補正された第二の等価散乱係数
を求め、第二の等価散乱係数を所定の微小角度範囲でフ
レネル変換することにより遠方領域における散乱電界を
推定し、遠方領域における散乱電界から遠方領域におけ
るレーダ断面積を求める。そのため、使用するアンテナ
の指向性により生じる計測対象目標上の振幅テーパに影
響されず、目標上の異なる部位の等価散乱係数を正しく
求めることができ、近傍領域における散乱電界の測定値
を用いて、遠方領域のレーダ断面積を正確に予測するこ
とがでる。
【００９７】また、送信アンテナと受信アンテナとを、
隣接して設け、バイスタティック角を概略０に等しく
し、求めるレーダ断面積をモノスタティックレーダ断面
積とする。そのため、送受信アンテナの指向性により生
じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特
性計測値を使用しての高精度の遠方界のモノスタティッ
クレーダ断面積推定結果が得られる。
隣接して設け、バイスタティック角を概略０に等しく
し、求めるレーダ断面積をモノスタティックレーダ断面
積とする。そのため、送受信アンテナの指向性により生
じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特
性計測値を使用しての高精度の遠方界のモノスタティッ
クレーダ断面積推定結果が得られる。
【００９８】また、送信アンテナと受信アンテナとが形
成するバイスタティック角を所定の角度とし、求めるレ
ーダ断面積をバイスタティックレーダ断面積とする。そ
のため、送受信アンテナの指向性により生じる目標上の
振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特性計測値を使
用しての高精度の遠方界のバイスタティックレーダ断面
積推定結果が得られる。
成するバイスタティック角を所定の角度とし、求めるレ
ーダ断面積をバイスタティックレーダ断面積とする。そ
のため、送受信アンテナの指向性により生じる目標上の
振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特性計測値を使
用しての高精度の遠方界のバイスタティックレーダ断面
積推定結果が得られる。
【００９９】また、送受信アンテナの走査は、目標に対
して球面走査である。そのため、球面走査により、レー
ダ断面積を予測することがでる。
して球面走査である。そのため、球面走査により、レー
ダ断面積を予測することがでる。
【０１００】また、送受信アンテナの走査は、目標に対
して平面走査である。そのため、平面走査により、レー
ダ断面積を予測することがでる。
して平面走査である。そのため、平面走査により、レー
ダ断面積を予測することがでる。
【０１０１】また、この発明に係るレーダ断面積計測装
置は、空間に保持された計測対象目標に対し電波照射を
行う送信アンテナ、目標からの散乱波を受信する受信ア
ンテナ、送信アンテナへの無線周波信号の供給と受信ア
ンテナで受信された散乱波信号の受信処理を行う送受信
装置、受信散乱波信号に基づいてレーダ断面積を算出す
る演算処理を行う信号処理装置を有するレーダ断面積計
測装置において、目標に対して、送受信アンテナを走査
する走査機構と送信アンテナ、受信アンテナの指向方向
を制御し、その指向角度を検知するアンテナ回転機構と
を備え、信号処理装置は、受信アンテナの受信した散乱
波から目標の散乱電界を計測し、得られた測定値をフレ
ネル変換することで得られる目標上の異なる部位の第一
の等価散乱係数に対し、送信アンテナの指向性と指向方
向、受信アンテナの指向性と指向方向、及び目標と送受
信アンテナの距離並びに目標の姿勢により決まる目標上
の振幅・位相分布の補正を加えて補正された第二の等価
散乱係数を求め、第二の等価散乱係数を所定の微小角度
範囲でフレネル変換することにより遠方領域における散
乱電界を推定する。そのため、計測装置に使用する送信
アンテナ、受信アンテナの指向性、指向方向及び目標と
の距離並びに目標の大きさと姿勢から、実際にアンテナ
が目標上に形成する振幅、位相分布を知り、これを補正
項として一様分布に対応する目標上の異なる部位の等価
散乱係数を求め、この値を用いることで遠方領域におけ
るレーダ断面積を高精度に予測することができる。
置は、空間に保持された計測対象目標に対し電波照射を
行う送信アンテナ、目標からの散乱波を受信する受信ア
ンテナ、送信アンテナへの無線周波信号の供給と受信ア
ンテナで受信された散乱波信号の受信処理を行う送受信
装置、受信散乱波信号に基づいてレーダ断面積を算出す
る演算処理を行う信号処理装置を有するレーダ断面積計
測装置において、目標に対して、送受信アンテナを走査
する走査機構と送信アンテナ、受信アンテナの指向方向
を制御し、その指向角度を検知するアンテナ回転機構と
を備え、信号処理装置は、受信アンテナの受信した散乱
波から目標の散乱電界を計測し、得られた測定値をフレ
ネル変換することで得られる目標上の異なる部位の第一
の等価散乱係数に対し、送信アンテナの指向性と指向方
向、受信アンテナの指向性と指向方向、及び目標と送受
信アンテナの距離並びに目標の姿勢により決まる目標上
の振幅・位相分布の補正を加えて補正された第二の等価
散乱係数を求め、第二の等価散乱係数を所定の微小角度
範囲でフレネル変換することにより遠方領域における散
乱電界を推定する。そのため、計測装置に使用する送信
アンテナ、受信アンテナの指向性、指向方向及び目標と
の距離並びに目標の大きさと姿勢から、実際にアンテナ
が目標上に形成する振幅、位相分布を知り、これを補正
項として一様分布に対応する目標上の異なる部位の等価
散乱係数を求め、この値を用いることで遠方領域におけ
るレーダ断面積を高精度に予測することができる。
【０１０２】また、走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に隣接して設置する設
置機構とを有する。そのため、送受信アンテナの指向性
により生じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍
界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界モノスタ
ティックレーダ断面積推定結果が得られるレーダ断面積
計測方法が、操作の容易な自動計測系により実現でき
る。そして、本計測系はその原理上近傍領域での計測を
許容するので、通常の遠方領域での計測よりもより小規
模なものでよい。
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に隣接して設置する設
置機構とを有する。そのため、送受信アンテナの指向性
により生じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍
界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界モノスタ
ティックレーダ断面積推定結果が得られるレーダ断面積
計測方法が、操作の容易な自動計測系により実現でき
る。そして、本計測系はその原理上近傍領域での計測を
許容するので、通常の遠方領域での計測よりもより小規
模なものでよい。
【０１０３】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で一定の距離を保つように、目標
を中心とした円弧上を移動させる円弧移動機構とを有す
る。そのため、送受信アンテナの指向性により生じる目
標上の振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特性計測
値を使用しての高精度の遠方界モノスタティックレーダ
断面積推定結果が得られるレーダ断面積計測方法が、操
作の容易な自動計測系により実現できる。そして、本計
測系はその原理上近傍領域での計測を許容するので、通
常の遠方領域での計測よりもより小規模なものでよいと
いう効果があり、さらに本計測系は目標の回転を必要と
しないので、大型で質量の重い目標のレーダ断面積計測
にも適する。
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で一定の距離を保つように、目標
を中心とした円弧上を移動させる円弧移動機構とを有す
る。そのため、送受信アンテナの指向性により生じる目
標上の振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特性計測
値を使用しての高精度の遠方界モノスタティックレーダ
断面積推定結果が得られるレーダ断面積計測方法が、操
作の容易な自動計測系により実現できる。そして、本計
測系はその原理上近傍領域での計測を許容するので、通
常の遠方領域での計測よりもより小規模なものでよいと
いう効果があり、さらに本計測系は目標の回転を必要と
しないので、大型で質量の重い目標のレーダ断面積計測
にも適する。
【０１０４】また、走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に所定の角度離して設
置する設置機構とを有する。そのため、送受信アンテナ
の指向性により生じる目標上の振幅分布の影響を除外し
た、近傍界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界
バイスタティックレーダ断面積推定結果が得られるレー
ダ断面積計測方法が、操作の容易な自動計測系により実
現できる。そして、本計測系はその原理上近傍領域での
計測を許容するので、通常の遠方領域での計測よりもよ
り小規模なものでよい。
元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受信
アンテナを、目標からの近傍領域に所定の角度離して設
置する設置機構とを有する。そのため、送受信アンテナ
の指向性により生じる目標上の振幅分布の影響を除外し
た、近傍界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界
バイスタティックレーダ断面積推定結果が得られるレー
ダ断面積計測方法が、操作の容易な自動計測系により実
現できる。そして、本計測系はその原理上近傍領域での
計測を許容するので、通常の遠方領域での計測よりもよ
り小規模なものでよい。
【０１０５】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で一定の距離を保つように、目標を中心と
した円弧上を互いに任意の角度離れるように移動させる
円弧移動機構とを有する。そのため、送受信アンテナの
指向性により生じる目標上の振幅分布の影響を除外し
た、近傍界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界
バイスタティックレーダ断面積推定結果が得られるレー
ダ断面積計測方法が、操作の容易な自動計測系により実
現できる。そして、本計測系はその原理上近傍領域での
計測を許容するので、通常の遠方領域での計測よりもよ
り小規模なものでよいという効果があり、さらに本計測
系は目標の回転を必要としないので、大型で質量の重い
目標のレーダ断面積計測にも適する。
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で一定の距離を保つように、目標を中心と
した円弧上を互いに任意の角度離れるように移動させる
円弧移動機構とを有する。そのため、送受信アンテナの
指向性により生じる目標上の振幅分布の影響を除外し
た、近傍界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界
バイスタティックレーダ断面積推定結果が得られるレー
ダ断面積計測方法が、操作の容易な自動計測系により実
現できる。そして、本計測系はその原理上近傍領域での
計測を許容するので、通常の遠方領域での計測よりもよ
り小規模なものでよいという効果があり、さらに本計測
系は目標の回転を必要としないので、大型で質量の重い
目標のレーダ断面積計測にも適する。
【０１０６】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で直線移動させる直線移動機構と
を有する。そのため、送受信アンテナの指向性により生
じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特
性計測値を使用しての高精度の遠方界モノスタティック
レーダ断面積推定結果が得られるレーダ断面積計測方法
が、操作の容易な自動計測系により実現できる。そし
て、本計測系はその原理上近傍領域での計測を許容する
ので、通常の遠方領域での計測よりもより小規模なもの
でよいという効果があり、さらに本計測系は目標の回転
を必要としないので、大型で質量の重い目標のレーダ断
面積計測にも適する。
持機構と、隣接した送信アンテナ及び受信アンテナを、
目標に対して近傍領域で直線移動させる直線移動機構と
を有する。そのため、送受信アンテナの指向性により生
じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍界散乱特
性計測値を使用しての高精度の遠方界モノスタティック
レーダ断面積推定結果が得られるレーダ断面積計測方法
が、操作の容易な自動計測系により実現できる。そし
て、本計測系はその原理上近傍領域での計測を許容する
ので、通常の遠方領域での計測よりもより小規模なもの
でよいという効果があり、さらに本計測系は目標の回転
を必要としないので、大型で質量の重い目標のレーダ断
面積計測にも適する。
【０１０７】また、走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、隣接した送信アンテナ
及び受信アンテナを、目標に対して近傍領域で直線移動
させる直線移動機構とを有する。そのため、送受信アン
テナの指向性により生じる目標上の振幅分布の影響を除
外した、近傍界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠
方界モノスタティックレーダ断面積推定結果が得られる
レーダ断面積計測方法が、操作の容易な自動計測系によ
り実現できる。そして、本計測系はその原理上近傍領域
での計測を許容するので、通常の遠方領域での計測より
もより小規模なものでよい。
元に回転させる目標回転機構と、隣接した送信アンテナ
及び受信アンテナを、目標に対して近傍領域で直線移動
させる直線移動機構とを有する。そのため、送受信アン
テナの指向性により生じる目標上の振幅分布の影響を除
外した、近傍界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠
方界モノスタティックレーダ断面積推定結果が得られる
レーダ断面積計測方法が、操作の容易な自動計測系によ
り実現できる。そして、本計測系はその原理上近傍領域
での計測を許容するので、通常の遠方領域での計測より
もより小規模なものでよい。
【０１０８】また、走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で任意の距離離して直線移動させる直線移
動機構とを有する。そのため、送受信アンテナの指向性
により生じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍
界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界バイスタ
ティックレーダ断面積推定結果が得られるレーダ断面積
計測方法が、操作の容易な自動計測系により実現でき
る。そして、本計測系はその原理上近傍領域での計測を
許容するので、通常の遠方領域での計測よりもより小規
模なものでよいという効果があり、さらに本計測系は目
標の回転を必要としないので、大型で質量の重い目標の
レーダ断面積計測にも適する。
持機構と、送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対
して近傍領域で任意の距離離して直線移動させる直線移
動機構とを有する。そのため、送受信アンテナの指向性
により生じる目標上の振幅分布の影響を除外した、近傍
界散乱特性計測値を使用しての高精度の遠方界バイスタ
ティックレーダ断面積推定結果が得られるレーダ断面積
計測方法が、操作の容易な自動計測系により実現でき
る。そして、本計測系はその原理上近傍領域での計測を
許容するので、通常の遠方領域での計測よりもより小規
模なものでよいという効果があり、さらに本計測系は目
標の回転を必要としないので、大型で質量の重い目標の
レーダ断面積計測にも適する。
【０１０９】さらに、走査機構は、目標を支点中心に３
次元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受
信アンテナを、目標に対して近傍領域で任意の距離離し
て直線移動させる直線移動機構とを有する。そのため、
送受信アンテナの指向性により生じる目標上の振幅分布
の影響を除外した、近傍界散乱特性計測値を使用しての
高精度の遠方界バイスタティックレーダ断面積推定結果
が得られるレーダ断面積計測方法が、操作の容易な自動
計測系により実現できる。そして、本計測系はその原理
上近傍領域での計測を許容するので、通常の遠方領域で
の計測よりもより小規模なものでよい。
次元に回転させる目標回転機構と、送信アンテナ及び受
信アンテナを、目標に対して近傍領域で任意の距離離し
て直線移動させる直線移動機構とを有する。そのため、
送受信アンテナの指向性により生じる目標上の振幅分布
の影響を除外した、近傍界散乱特性計測値を使用しての
高精度の遠方界バイスタティックレーダ断面積推定結果
が得られるレーダ断面積計測方法が、操作の容易な自動
計測系により実現できる。そして、本計測系はその原理
上近傍領域での計測を許容するので、通常の遠方領域で
の計測よりもより小規模なものでよい。
【図１】 この発明の実施の形態１のレーダ断面積計測
装置を示す鳥かん図である。
装置を示す鳥かん図である。
【図２】 この発明の実施の形態１のレーダ断面積計測
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態２のレーダ断面積計測
装置を示す鳥かん図である。
装置を示す鳥かん図である。
【図４】 の発明の実施の形態２のレーダ断面積計測
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態３のレーダ断面積計測
装置を示す鳥かん図である。
装置を示す鳥かん図である。
【図６】 この発明の実施の形態３のレーダ断面積計測
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態４のレーダ断面積計測
装置を示す鳥かん図である。
装置を示す鳥かん図である。
【図８】 この発明の実施の形態５のレーダ断面積計測
装置を示す鳥かん図である。
装置を示す鳥かん図である。
【図９】 球面走査座標系と座標パラメータの定義を示
す図である。
す図である。
【図１０】 平面走査座標系と座標パラメータの定義を
示す図である。
示す図である。
【図１１】 送受信アンテナの電力半値幅に対するレー
ダ断面積計測誤差を計算する例の計算条件パラメータを
示す図である。
ダ断面積計測誤差を計算する例の計算条件パラメータを
示す図である。
【図１２】 送受信アンテナの電力半値幅に対するレー
ダ断面積計測誤差の計算例を示すグラフである。
ダ断面積計測誤差の計算例を示すグラフである。
１ 目標、２ 送受信アンテナ、２ａ 送信アンテナ、
２ｂ 受信アンテナ、３ 目標回転機構（走査機構）、
４ 目標回転制御装置、５ アンテナ保持機構、５ａ
送信アンテナ保持機構（走査機構）、５ｂ 受信アンテ
ナ保持機構（走査機構）、６ レール（走査機構）、７
アンテナ回転機構、７ａ 送信アンテナ回転機構（走
査機構）、７ｂ 受信アンテナ回転機構（走査機構）、
８ アンテナ回転制御装置、９ａ 送信アンテナ指向角
回転機構（走査機構）、９ｂ 受信アンテナ指向角回転
機構（走査機構）、１３ａ 送信アンテナ昇降機構（走
査機構）、１３ｂ 受信アンテナ昇降機構（走査機
構）、１４ レール（走査機構）、１６ａ 送信アンテ
ナ走行機構（走査機構）、１６ｂ 受信アンテナ走行機
構（走査機構）。
２ｂ 受信アンテナ、３ 目標回転機構（走査機構）、
４ 目標回転制御装置、５ アンテナ保持機構、５ａ
送信アンテナ保持機構（走査機構）、５ｂ 受信アンテ
ナ保持機構（走査機構）、６ レール（走査機構）、７
アンテナ回転機構、７ａ 送信アンテナ回転機構（走
査機構）、７ｂ 受信アンテナ回転機構（走査機構）、
８ アンテナ回転制御装置、９ａ 送信アンテナ指向角
回転機構（走査機構）、９ｂ 受信アンテナ指向角回転
機構（走査機構）、１３ａ 送信アンテナ昇降機構（走
査機構）、１３ｂ 受信アンテナ昇降機構（走査機
構）、１４ レール（走査機構）、１６ａ 送信アンテ
ナ走行機構（走査機構）、１６ｂ 受信アンテナ走行機
構（走査機構）。
Claims (14)
- 【請求項１】 目標に対するレーダ断面積の計測方法に
おいて、 目標から近傍領域で目標を照射する送信アンテナと目標
からの散乱波を受信する受信アンテナとを目標に対して
走査し目標の散乱電界を計測し、 得られた測定値をフレネル変換することで得られる目標
上の異なる部位の第一の等価散乱係数に対し、上記送信
アンテナの指向性と指向方向、上記受信アンテナの指向
性と指向方向、及び目標と上記送受信アンテナの距離並
びに目標の姿勢により決まる目標上の振幅・位相分布の
補正を加えて補正された第二の等価散乱係数を求め、 上記第二の等価散乱係数を所定の微小角度範囲でフレネ
ル変換することにより遠方領域における散乱電界を推定
し、 上記遠方領域における散乱電界から遠方領域におけるレ
ーダ断面積を求めることを特徴とするレーダ断面積計測
方法。 - 【請求項２】 上記送信アンテナと上記受信アンテナと
を、隣接して設け、バイスタティック角を概略０に等し
くし、上記求めるレーダ断面積をモノスタティックレー
ダ断面積とすることを特徴とする請求項１記載のレーダ
断面積計測方法。 - 【請求項３】 上記送信アンテナと上記受信アンテナと
が形成するバイスタティック角を所定の角度とし、上記
求めるレーダ断面積をバイスタティックレーダ断面積と
することを特徴とする請求項１記載のレーダ断面積計測
方法。 - 【請求項４】 上記送受信アンテナの走査は、上記目標
に対して球面走査であることを特徴とする請求項１乃至
３のいずれか記載のレーダ断面積計測方法。 - 【請求項５】 上記送受信アンテナの走査は、上記目標
に対して平面走査であることを特徴とする請求項１乃至
３のいずれか記載の記載のレーダ断面積計測方法。 - 【請求項６】 空間に保持された計測対象目標に対し電
波照射を行う送信アンテナ、 上記目標からの散乱波を受信する受信アンテナ、 上記送信アンテナへの無線周波信号の供給と上記受信ア
ンテナで受信された散乱波信号の受信処理を行う送受信
装置、 上記受信散乱波信号に基づいてレーダ断面積を算出する
演算処理を行う信号処理装置を有するレーダ断面積計測
装置において、 上記目標に対して、上記送受信アンテナを走査する走査
機構と送信アンテナ、受信アンテナの指向方向を制御
し、その指向角度を検知するアンテナ回転機構とを備
え、 上記信号処理装置は、上記受信アンテナの受信した散乱
波から目標の散乱電界を計測し、 得られた測定値をフレネル変換することで得られる目標
上の異なる部位の第一の等価散乱係数に対し、上記送信
アンテナの指向性と指向方向、上記受信アンテナの指向
性と指向方向、及び目標と上記送受信アンテナの距離並
びに目標の姿勢により決まる目標上の振幅・位相分布の
補正を加えて補正された第二の等価散乱係数を求め、 上記第二の等価散乱係数を所定の微小角度範囲でフレネ
ル変換することにより遠方領域における散乱電界を推定
することを特徴とするレーダ断面積計測装置。 - 【請求項７】 上記走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、 上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標からの近傍
領域に隣接して設置する設置機構とを有することを特徴
とする請求項６記載のレーダ断面積計測装置。 - 【請求項８】 上記走査機構は、目標を支持する目標支
持機構と、 隣接した上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に
対して近傍領域で一定の距離を保つように、目標を中心
とした円弧上を移動させる円弧移動機構とを有すること
を特徴とする請求項６記載のレーダ断面積計測装置。 - 【請求項９】 上記走査機構は、目標を支点中心に３次
元に回転させる目標回転機構と、 上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標からの近傍
領域に所定の角度離して設置する設置機構とを有するこ
とを特徴とする請求項６記載のレーダ断面積計測装置。 - 【請求項１０】 上記走査機構は、目標を支持する目標
支持機構と、 上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対して近
傍領域で一定の距離を保つように、目標を中心とした円
弧上を互いに任意の角度離れるように移動させる円弧移
動機構とを有することを特徴とする請求項６記載のレー
ダ断面積計測装置。 - 【請求項１１】 上記走査機構は、目標を支持する目標
支持機構と、 隣接した上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に
対して近傍領域で直線移動させる直線移動機構とを有す
ることを特徴とする請求項６記載のレーダ断面積計測装
置。 - 【請求項１２】 上記走査機構は、目標を支点中心に３
次元に回転させる目標回転機構と、 隣接した上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に
対して近傍領域で直線移動させる直線移動機構とを有す
ることを特徴とする請求項６記載のレーダ断面積計測装
置。 - 【請求項１３】 上記走査機構は、目標を支持する目標
支持機構と、 上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対して近
傍領域で任意の距離離して直線移動させる直線移動機構
とを有することを特徴とする請求項６記載のレーダ断面
積計測装置。 - 【請求項１４】 上記走査機構は、目標を支点中心に３
次元に回転させる目標回転機構と、 上記送信アンテナ及び受信アンテナを、目標に対して近
傍領域で任意の距離離して直線移動させる直線移動機構
とを有することを特徴とする請求項６記載のレーダ断面
積計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37047799A JP3708772B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | レーダ断面積計測方法及びレーダ断面積計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37047799A JP3708772B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | レーダ断面積計測方法及びレーダ断面積計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183452A true JP2001183452A (ja) | 2001-07-06 |
| JP3708772B2 JP3708772B2 (ja) | 2005-10-19 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37047799A Expired - Fee Related JP3708772B2 (ja) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | レーダ断面積計測方法及びレーダ断面積計測装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3708772B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101305254B1 (ko) | 2013-03-14 | 2013-09-06 | 국방과학연구소 | 전파형 근접 신관센서의 표적 반사신호 수집 시스템 및 방법 |
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-
1999
- 1999-12-27 JP JP37047799A patent/JP3708772B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP7259040B2 (ja) | 2018-12-21 | 2023-04-17 | ディスペース ゲー・エム・ベー・ハー | 電磁波で動作する距離センサをテストするためのテストベンチ |
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| CN117805754B (zh) * | 2024-02-29 | 2024-06-04 | 西安瀚博电子科技有限公司 | 基于幅相电控技术的高效近场rcs测试方法及系统 |
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