JP2003344531A - バイスタティックレーダ断面積の測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 限られた空間内でも容易に実施できるバイス
タティックレーダ断面積の測定方法及びその装置を提供
する。 【解決手段】 パラボラリフレクタ１の焦点位置に配置
された送信アンテナ６を有しパラボラリフレクタ１によ
り擬似的に電磁波的な遠方界を形成するコンパクトレン
ジを用い、パラボラリフレクタ１に正対する空間内に被
測定物８を回転可能に設け、受信プローブ７を被測定物
８の方向に向けて被測定物８の回りに周回可能に配置
し、パラボラリフレクタ１からの電磁波輻射方向に対し
て垂直な回転軸を中心として被測定物８を回転させると
共に受信プローブ７を回転移動させることにより被測定
物８のバイスタティックレーダ断面積を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パラボラリフレク
タにより擬似的に電磁波的な遠方界を形成するコンパク
トレンジを用いたバイスタティックレーダ断面積の測定
方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電波の入射方向と観測方向が一致するモ
ノスタティックレーダ断面積の測定は一般によく行われ
ている。これは照射する環境と被測定物を回転させる機
構があれば比較的容易に実行できるからである。

【０００３】一方、電波の入射方向と観測方向が異なる
バイスタティックレーダ断面積の測定は、送受信アンテ
ナを移動させる必要があるため、一般的には物理的な構
成の制限を受けて実施が困難である。

【０００４】この様なレーダ断面積の測定装置として、
例えば、特開２０００−２０６２３０号に開示されるレ
ーダ断面積測定装置や、図１３に示すＮＲＬアーチ方式
の装置が知られている。このＮＲＬアーチ方式の装置
は、フロアー１１に固定された支持部材１２と、この支
持部材１２の上部空間にアーチ１３を配置して、このア
ーチ１３上に送信アンテナ１４と受信アンテナ１５を移
動可能に配置した構成をなしている。測定に際しては、
支持部材１２上に被測定物１６を固定し、送信アンテナ
１４から被測定物１６に電磁波を照射し、被測定物１６
から反射された電磁波を受信アンテナ１５によって受信
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のように、
バイスタティックレーダ断面積の測定方法としては、被
測定物から所定距離だけ離して配置した送信アンテナと
受信アンテナの双方或いは何れか一方を、被測定物を中
心として回転移動させて測定する方法が一般的である。

【０００６】しかしながら、レーダ断面積の測定におい
ては、アンテナ測定と同様に被測定物と送受信アンテナ
間の距離としては、被測定物の最大寸法Ｄと使用する電
波の波長λの関係で距離Ｒ（Ｒ＞２Ｄ²／λ）が必要に
なる。例えば１０ＧＨｚの周波数の電波を用いて１ｍの
長さの被測定物のレーダ断面積を測定する場合、送信ア
ンテナと被測定物との間の距離Ｒとして６７ｍ以上の距
離が必要になり、送信アンテナを回転移動させるための
広い空間と長さが６７ｍ以上の回転用アーム等が必要に
なる。

【０００７】このため、バイスタティックレーダ断面積
の測定は、広い空間を備え、極めて制限された条件に対
してのみ実施可能であり、容易に実施できるものではな
かった。

【０００８】上記ＮＲＬアーチ方式の装置は、バイスタ
ティックな入射角特性や偏波特性を測定することがで
き、スペースも要しないので小さな部屋にも設置可能で
あるが、被測定物は平板に限定される。

【０００９】即ち、ＮＲＬアーチ方式では、フロアー１
１からの反射があると共に、一般に平板以外の複雑な形
状の被測定物のレーダ断面積を測定することは非常に困
難であり、電波吸収材料等の素材の試験方法として採用
されている。

【００１０】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、限ら
れた空間内でも容易に実施できるバイスタティックレー
ダ断面積の測定方法及びその装置を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、パラボラリフレクタと該パラボラリフレ
クタの焦点位置に配置された送信アンテナとを有し前記
パラボラリフレクタにより擬似的に電磁波的な遠方界を
形成するコンパクトレンジと、受信アンテナとを用い、
被測定物のバイスタティックレーダ断面積を測定するバ
イスタティックレーダ断面積の測定方法であって、前記
被測定物を前記パラボラリフレクタに正対する空間内に
回転可能に設け、前記受信アンテナを前記被測定物方向
に向けて前記被測定物の回りに周回可能に配置し、前記
送信アンテナに高周波電流を供給し、前記送信アンテナ
から電磁波を輻射して前記パラボラリフレクタに反射さ
せて前記被測定物に照射し、前記被測定物によって反射
された電磁波を前記受信アンテナで受信し、前記送信ア
ンテナに供給した高周波電流と前記受信アンテナで受信
した高周波電流の測定結果から前記被測定物の回転位置
における電磁波の振幅と位相の情報を得て、前記パラボ
ラリフレクタからの電磁波輻射方向に対して垂直な回転
軸を中心として前記被測定物を回転すると共に前記回転
軸を中心として前記受信アンテナを回転移動させること
により前記被測定物のバイスタティックレーダ断面積を
測定するバイスタティックレーダ断面積の測定方法を提
案する。

【００１２】一般にアンテナなどの放射系の試験におい
ては被測定物の寸法と電波の波長の関係において遠方界
基準が適用され、被測定物と送受信アンテナの間の距離
は本条件により制限される。この条件によれば、１０ｍ
の距離がとれる室内空間でも、例えば１００ＧＨｚ帯の
ミリ波帯では、最大で１２０ｍｍ程度の被測定物のレー
ダ断面積（ＲＣＳ）の測定しか行うことができない。

【００１３】しかし、本発明のバイスタティックレーダ
断面積の測定方法によれば、コンパクトレンジのパラボ
ラリフレクタに正対するクワイエットゾーンと称される
擬似的に電磁波的な遠方界の空間内で被測定物を回転さ
せ、この被測定物の周囲に受信アンテナを回転移動させ
ることにより、バイスタティックレーダ断面積を測定す
るので、測定時に従来程の空間を必要とせずに容易に測
定を行うことができる。

【００１４】また、本発明は上記方法において、前記受
信アンテナの回転角速度を前記被測定物の回転角速度の
２倍に設定すると共に前記被測定物の回転に同期して前
記受信アンテナを回転移動させることにより、被測定物
からの全反射のみを容易に測定することができるように
した。

【００１５】さらに、本発明は、上記の測定方法におい
て、前記送信アンテナと前記受信アンテナに接続されて
送受信源となる２つのポートに対するＳ２１法による測
定が可能なベクトルネットワークアナライザから前記送
信アンテナに高周波電流を供給して、前記送信アンテナ
から電磁波を輻射して前記パラボラリフレクタに反射さ
せて前記被測定物に照射し、前記ベクトルネットワーク
アナライザによって、前記送信アンテナに供給した高周
波電流と前記受信アンテナで受信した高周波電流の値に
対して前記Ｓ２１法による演算処理を施し、前記演算処
理結果から前記被測定物の回転位置における電磁波の振
幅と位相の情報を得て、前記パラボラリフレクタからの
電磁波輻射方向に対して垂直な回転軸を中心として前記
被測定物を回転すると共に前記回転軸を中心として前記
受信アンテナを回転移動させることにより前記被測定物
のバイスタティックレーダ断面積を測定するバイスタテ
ィックレーダ断面積の測定方法を提案する。

【００１６】このように一般に普及しているベクトルネ
ットワークアナライザを用いることにより簡易な装置構
成によってバイスタティックレーダ断面積の測定を行う
ことができる。

【００１７】また、本発明は、上記のバイスタティック
レーダ断面積の測定方法を実現する装置として、パラボ
ラリフレクタの焦点位置に配置された送信アンテナと、
受信アンテナと、前記パラボラリフレクタからの電磁波
輻射方向に対して垂直な回転軸を中心として前記被測定
物を前記パラボラリフレクタに正対する空間内で回転す
る第１回転手段と、前記受信アンテナを前記被測定物方
向に向けた状態で前記回転軸を中心として前記被測定物
の回りに回転移動する第２回転手段と、前記送信アンテ
ナに供給した高周波電流と前記受信アンテナで受信した
高周波電流の測定結果から前記被測定物の回転位置にお
ける電磁波の振幅と位相の情報を取得する電磁波情報取
得手段と、前記パラボラリフレクタからの電磁波輻射方
向に対して垂直な回転軸を中心として前記被測定物を回
転すると共に前記回転軸を中心として前記受信アンテナ
を回転移動させる回転手段と、前記被測定物と前記受信
アンテナの回転角度情報を取得する角度情報取得手段
と、前記電磁波情報取得手段により取得した振幅と位相
の情報と、前記角度情報取得手段により取得した回転角
度情報とに基づいて、前記回転角度における前記被測定
物のバイスタティックレーダ断面積を算出して出力する
手段とを備えているバイスタティックレーダ断面積の測
定装置を提案する。

【００１８】本発明のバイスタティックレーダ断面積の
測定装置によれば、コンパクトレンジのパラボラリフレ
クタに正対する空間内で被測定物を回転させ、この被測
定物の周囲に受信アンテナを回転移動させてバイスタテ
ィックレーダ断面積を測定するので、測定時に従来程の
空間を必要ではないため容易に実施することができる。

【００１９】また、本発明は、上記測定装置において、
前記電磁波情報取得手段を、前記送信アンテナと前記受
信アンテナを接続するための送受信源となる２つのポー
トを有すると共に前記送信アンテナに供給した高周波電
流と前記受信アンテナで受信した高周波電流に対してＳ
２１法による演算処理測定を行って該演算処理結果を出
力するベクトルネットワークアナライザによって構成す
ることにより、一般普及している装置を用いたり簡易な
装置構成によってバイスタティックレーダ断面積の測定
を行うことができるようにした。

【００２０】また、本発明は、上記測定装置において、
前記回転軸を中心として所定の回転角速度ωで前記被測
定物を回転させる手段を有する前記第１回転手段を備え
ると共に、前記回転軸を中心として前記回転角速度ωの
２倍の回転角速度で前記被測定物の回転に同期して前記
受信アンテナを回転移動させる手段を有する前記第２回
転手段を備えることにより、被測定物からの全反射のみ
を容易に測定することができるようにした。

【００２１】さらに、本発明は、前記被測定物に対して
前記受信アンテナを前記回転軸方向に相対移動する手段
を備えることにより、前記被測定物における前記回転軸
方向の異なる位置のバイスタティックレーダ断面積の測
定を容易に行えるようにした。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。

【００２３】図１は本発明の第１実施形態におけるバイ
スタティックレーダ断面積の測定装置を示す構成図、図
２はその主要配置を説明する図、図３は装置の電気系回
路を示すブロック図である。図において、１はパラボラ
リフレクタ、２は被測定物８を載置するパイロン、３は
ベクトルネットワークアナライザ（以下、ＶＮＡと称す
る）、４は高周波増幅器、５はコンピュータ装置、６は
送信用アンテナ、７は受信用アンテナとなる受信プロー
ブである。

【００２４】パラボラリフレクタ１は、コンパクトレン
ジを構成するリフレクタで、図２に示すように、焦点位
置Ｆに配置された送信用アンテナ６から輻射された球面
波状の電磁波を平面波としてパイロン２に載置されてい
る被測定物８の方向へ反射する。

【００２５】パイロン２は、その上端部がパラボラリフ
レクタ１に正対する空間内に位置するように垂直に配置
され、その上端には被測定物８を載置固定して水平面内
で回転する第１回転部２１と、この第１回転部２１の下
側に設けら第１回転部２１と同じ垂直な回転軸を有して
水平面内で回転移動する第２回転部２２とを備えてい
る。これらの回転部２１，２２には後述するパルスモー
タ２４，２５が備えられ、これらのパルスモータ２４，
２５はコンピュータ装置５から出力される駆動信号によ
って回転する。

【００２６】また、第２回転部２２には水平方向に延び
るアーム２３が設けられており、アーム２３の先端部に
は、垂直な支持部23aによって、回転部２２の回転軸に
電磁波入射面が正対するように受信プローブ７が支持さ
れて固定されている。

【００２７】ＶＮＡ３は、一般に市販されている製品
で、送信アンテナに接続されるポートと、受信アンテナ
に接続されるポートを有し、これら２つのポートの入出
力信号に対してＳ２１法による演算処理を行い、受信ア
ンテナの位置における電磁波の振幅と位相の値を算出し
てコンピュータ装置５に出力する。

【００２８】即ち、ＶＮＡ３は、コンピュータ装置５か
らの指令に基づいて、送信アンテナ６に高周波電流を供
給し、送信アンテナ６から電磁波を輻射してパラボラリ
フレクタ１に反射させて被測定物８に照射し、被測定物
８によって反射された電磁波を受信プローブ７で受信
し、送信アンテナ６に供給した高周波電流と受信アンテ
ナ７で受信した高周波電流に対して周知のＳ２１法によ
る演算処理を施し、この演算処理の結果から受信した電
磁波の振幅と位相変動の値を得て、コンピュータ装置５
に出力する。

【００２９】高周波増幅器４は、ＶＮＡ３から供給され
た高周波電流を増幅して送信アンテナ６に供給する。

【００３０】コンピュータ装置５は、図３に示すよう
に、ＶＮＡ３との間のインタフェース部５１と、パルス
モータ駆動回路５２，５３、中央処理部５４、記憶部５
５、表示部５６、キーボード５７等から構成されてい
る。

【００３１】インタフェース部５１は、中央処理部５４
とＶＮＡ３との間のデータ転送や命令転送を行うための
インタフェースで、例えば周知のＧＰＩＢ(General Pur
poseInterface Bus)が使用される。

【００３２】パルスモータ駆動回路５２，５３は、中央
処理部５４の制御に基づいて、前述した第１回転部２１
に設けられているパルスモータ２４と第２回転部２２に
設けられているパルスモータ２５を駆動する。これによ
り、第１回転部２１に載置固定されている被測定物８を
回転すると共に、第２回転部２２の回転によって受信プ
ローブ７を回転移動する。

【００３３】中央処理部５４は、周知のＣＰＵを主体と
して構成され、予め設定されて記憶部５５に格納されて
いるプログラムによって動作し、ＶＮＡ３の動作を制御
して送信アンテナ６から電磁波を輻射させると共に、受
信プローブ７によって受信した電磁波の振幅と位相の情
報を取得する。

【００３４】さらに、中央処理部５４は、パルスモータ
駆動回路５２，５３を介してパルスモータ２４，２５を
駆動し、被測定物８と受信プローブ７を回転移動させ、
ＶＮＡ３から取得した振幅と位相の情報に基づいて被測
定物８と受信プローブ７の回転角度におけるバイスタテ
ィックレーダ断面積を算出してこれを表示する。

【００３５】ここで、中央処理部５４は、図４に示すよ
うに、被測定物８をパラボラリフレクタ１の方向に向
け、受信プローブ７を被測定物８とパラボラリフレクタ
１とを結ぶ直線上に配置した状態を初期状態として、受
信プローブ７の回転角速度を被測定物８の回転角速度の
２倍に設定し、それぞれの回転が同期するようにパルス
モータ２４，２５を駆動する。これにより、図２に示し
たように、回転角の初期状態からの被測定物８の角度が
θ１であるとき、受信プローブ７の角度θ２は角度θ１
の２倍になり、被測定物における全反射状態でのバイス
タティックレーダ断面積を測定することができる。

【００３６】記憶部５５は、半導体メモリや磁気ディス
ク装置等から構成され、中央処理部５４を動作させるプ
ログラムが格納されていると共に、演算処理における一
時的なデータ格納に使用される。

【００３７】表示部５６は、中央処理部５４による演算
処理の結果やキーボード５７からの命令入力時における
入力情報などを表示する。

【００３８】キーボード５７は、中央処理部５４への命
令入力やデータ入力のために使用される。

【００３９】また、前述の構成において、パラボラリフ
レクタ１と送信アンテナ６によって構成されるコンパク
トレンジは、パラボラリフレクタ１の原理により点波源
を平面波に変換し、擬似的に電磁波的な遠方界を実現す
ることができるものである。

【００４０】即ち、コンパクトレンジは、送信アンテナ
６の点波源から放射された球面波をパラボラリフレクタ
１により平面波に変換するシステムである。パラボラリ
フレクタ１によって球面波を平面波に変換することによ
り擬似的に電磁波的な遠方界が実現でき、波長及び対象
物の寸法に関係なく測定を行うことが可能となる。尚、
擬似的に電磁波的な遠方界が実現できる空間すなわち平
面性を得られる領域は、パラボラリフレクタ１のサイズ
と形状に依存し、リフレクタ寸法の５０〜７５％程度で
あり、一般にクワイエットゾーンと称されている空間で
ある。このクワイエットゾーンに被測定物８が配置され
るようにパラボラリフレクタ１やパイロン２の形状、寸
法、配置などが設定されている。

【００４１】また、被測定物８から散乱・反射される電
磁波のデータを取得する受信プローブ７と被測定物８と
の間の距離Ｒとしては、前述したように通常はＲ＞２Ｄ
²／λ（Ｄ：被測定物の最大寸法、λ：使用する電波の
波長）となるが、図５に示すＩＥＥＥ１４９ Standard
Test Method for Antennas に開示されるアンテナパタ
ーンの変動において領域Ａの部分を計測できればよいの
で、Ｒ＞０．５Ｄ²／λで表される距離Ｒを用い、これ
に基づいて受信プローブ７を配置している。

【００４２】即ち、測定対象に対してコンパクトレンジ
により平面波が照射されているため、測定対象表面上の
電流分布は遠方界のものに等しい。従って、その散乱界
の観測はＲ２Ｄ2／λには制限されない。但し、測定対
象の放射界に対して近傍界にあるのか遠方界にあるのか
は結果の処理に関わってくる。

【００４３】また、「Steve Brumley, "Extending the
Low-Frequency Limits of the Compact-Range Reflecto
r", IEEE Antenna and Propagation Magazine, pp.81-8
5,Vol38, No.3, June 1996.」には、近傍界と、遷移領
域（準ニアフィールド）、ファーフィールドが、次のよ
うに示されている。

【００４４】 近傍界： ＜0.15Ｄ²／λ 遷移領域（準ニアフィールド）：＞0.2Ｄ²／λ，＜0.4Ｄ²／λ ファーフィールド： ＞0.5Ｄ²／λ 従って、上記の定式に従えば0.5Ｄ²／λよりも大きい距
離が相応しいと考えられる。

【００４５】次に、前述の構成よりなる測定装置を用い
たバイスタティックレーダ断面積の測定について、図６
に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。

【００４６】コンピュータ装置５は、フィールド測定を
開始するとき、操作員によってキーボード５７から入力
された測定角度範囲や測定角度間隔、輻射電磁波の周波
数、高周波出力などのパラメータを取り込み（ＳＡ
１）、これに基づいてＶＮＡ３を初期化する（ＳＡ
２）。さらに、コンピュータ装置５は、第１回転部２１
と第２回転部２２の回転角度を前述した初期状態の位置
に設定して回転角の初期化を行う（ＳＡ３）。

【００４７】この後、コンピュータ装置５は、第１及び
第２回転部２１，２２を回転することにより被測定物８
を回転させ、受信プローブ７を回転移動させる（ＳＡ
４）ことにより、電磁波の輻射方向に対する被測定物８
の角度θ１と受信プローブ７の角度θ２を変えながら順
次ＶＮＡ３を介して送信アンテナ６から電磁波を輻射す
ると共に受信アンテナ６で受信した電磁波の振幅と位相
の情報を取得し（ＳＡ５）、取得した情報に演算処理を
施して記憶部５５に保存する（ＳＡ６）。

【００４８】次いで、コンピュータ装置５は、指定され
た全ての角度範囲における計測が終了したか否かを判定
し（ＳＡ７）、終了していないときは前記ＳＡ４の処理
に移行して計測を続行する。また、終了したときは、第
１回転部２１と第２回転部２２の回転角度を前述した初
期状態の位置に設定して回転角の初期化を行った（ＳＡ
８）後、記憶部５５に保存した計測結果を用いて各角度
におけるレーダ断面積（ＲＣＳ）を算出し（ＳＡ９）、
この算出結果を測定結果として表示部５６に表示する
（ＳＡ１０）。

【００４９】被測定物のレーダ断面積（ＲＣＳ）の測定
には、一般に基準に対する相対測定方法が採られる。基
準は、平板や、球などの既にＲＣＳが解っている或いは
精度良く推定できる形状の対象が選択される。例えば、
平板を選択した場合、平板の寸法が波長に対して十分に
大きい寸法（例えば、約３λより大きい寸法）であれ
ば、平板のＲＣＳ（σ）はσ＝４πＡ²／λ²（Ａは平板
の面積）で求められ、球を選択した場合は、球の半径を
ｒとして、球のＲＣＳ（σ）はσ＝πｒ²で求められ
る。

【００５０】被測定物のレーダ断面積（ＲＣＳ）の測定
の大まかな手順は、図７に示すようになり、上記測定値
すなわち受信アンテナ６で受信した電磁波の振幅と位相
の情報を用いた計算は、次の（１）式に示すように単純
な相対値の絶対値換算になる。

【００５１】 ［被測定物のRCS］dB＝［被測定物の測定値］dB−［基準物体のRCS］dB …（ １） 即ち、基準物体によるシステム校正と基準測定を行い
（ＳＢ１）、この後、被測定物８の相対ＲＣＳを測定し
（ＳＢ２）、この相対ＲＣＳから前記基準物体のＲＣＳ
を考慮して絶対ＲＣＳを算出する（ＳＢ３）。

【００５２】前述したように本実施形態は、コンパクト
レンジのパラボラリフレクタ１に正対するクワイエット
ゾーンの擬似的に電磁波的な遠方界空間内で被測定物８
を回転させ、この被測定物８の周囲に受信プローブ７を
回転移動させてバイスタティックレーダ断面積を測定す
るので、測定時に従来程の空間を必要とせずに容易に測
定を行うことができる。

【００５３】さらに、一般に普及しているＶＮＡ３を用
いることにより簡易な装置構成によってバイスタティッ
クレーダ断面積の測定を行うことができる。

【００５４】また、受信プローブ７の回転角速度を被測
定物８の回転角速度の２倍に設定し、被測定物８の回転
に同期して受信プローブ７を回転移動させているので、
被測定物８からの全反射のみを容易に測定することがで
きる。

【００５５】尚、被測定物８の回転角度を一定値に維持
した状態で、受信プローブ７を回転移動させて計測を行
うことも可能である。

【００５６】次に、本発明の第２実施形態を説明する。

【００５７】図８は本発明の第２実施形態におけるバイ
スタティックレーダ断面積の測定装置を示す構成図、図
９は第２実施形態における装置の電気系回路を示すブロ
ック図である。図において、前述した第１実施形態と同
一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略す
る。また、第２実施形態と前述した第１実施形態との相
違点は、受信プローブ７を垂直方向に移動できるように
し、被測定物８の垂直方向の異なる位置におけるバイス
タティックレーダ断面積を容易に測定できるようにした
ことである。

【００５８】即ち、パイロン２には、前述した第２回転
部２２に代えて上下移動可能な第２回転部２６が設けら
れている。この第２回転部２６には、第１実施形態と同
様に水平に延びるアーム２３が設けられており、その先
端部には第１実施形態の支持部23aよりも長い垂直な支
持部23bによって受信プローブ７が支持されて固定され
ている。

【００５９】第１及び第２回転部２１，２６にはパルス
モータ２４，２５が備えられ、これらのパルスモータ２
４，２５はコンピュータ装置５のパルスモータ駆動回路
５２，５３から出力される駆動信号によって回転する。

【００６０】パルスモータ駆動回路５２，５３は、中央
処理部５４の制御に基づいて、前述した第１回転部２１
に設けられているパルスモータ２４と第２回転部２６に
設けられているパルスモータ２５を駆動する。これによ
り、第１回転部２１に載置固定されている被測定物８を
回転すると共に、第２回転部２２の回転によって受信プ
ローブ７を回転移動する。

【００６１】さらに第２回転部２６には垂直移動用のパ
ルスモータ２７が設けられ、パルスモータ２７はコンピ
ュータ装置５のパルスモータ駆動部５８から出力される
駆動信号によって回転し、この回転により回転部２６が
上下（垂直）方向に移動する。

【００６２】パルスモータ駆動回路５８は、中央処理部
５４の制御に基づいて、前述した第２回転部２６に設け
られているパルスモータ２８を駆動する。

【００６３】従って、第２回転部２６が上下に移動する
ことにより、被測定物８に対して受信プローブ７を回転
軸方向（上下方向）に相対移動することができ、被測定
物８における上下方向の異なる位置のバイスタティック
レーダ断面積の測定を容易に行うことができる。

【００６４】次に、前述の構成よりなる第２実施形態の
測定装置を用いたバイスタティックレーダ断面積の測定
について、図１０に示すフローチャートを参照して詳細
に説明する。

【００６５】コンピュータ装置５は、フィールド測定を
開始するとき、操作員によってキーボード５７から入力
された測定角度範囲や測定角度間隔、垂直方向の測定範
囲、垂直方向の測定間隔、輻射電磁波の周波数、高周波
出力などのパラメータを取り込み（ＳＣ１）、これに基
づいてＶＮＡ３を初期化する（ＳＣ２）。さらに、コン
ピュータ装置５は、第１回転部２１と第２回転部２２の
回転角度を前述した初期状態の位置に設定して回転角の
初期化を行う（ＳＣ３）。

【００６６】この後、コンピュータ装置５は、第１及び
第２回転部２１，２６を回転することにより被測定物８
を回転させ、受信プローブ７を回転移動させる（ＳＣ
４）ことにより、電磁波の輻射方向に対する被測定物８
の角度θ１と受信プローブ７の角度θ２を変えながら順
次ＶＮＡ３を介して送信アンテナ６から電磁波を輻射す
ると共に受信アンテナ６で受信した電磁波の振幅と位相
の情報を取得し（ＳＣ５）、取得した情報に演算処理を
施して記憶部５５に保存する（ＳＣ６）。

【００６７】次いで、コンピュータ装置５は、指定され
た全ての角度範囲における計測が終了したか否かを判定
し（ＳＣ７）、終了していないときは前記ＳＡ４の処理
に移行して計測を続行する。また、終了したときは、指
定された垂直方向の測定範囲における計測が全て終了し
たか否かを判定する（ＳＣ８）。

【００６８】この判定の結果、終了していないときは、
第１回転部２１と第２回転部２６の回転角度を前述した
初期状態の位置に設定して回転角の初期化を行った後
（ＳＣ９）、回転部２６を上下方向に移動して受信プロ
ーブ７を垂直方向に移動した後（ＳＣ１０）、前記ＳＡ
４の処理に移行して測定を続行する。

【００６９】また、前記ＳＣ８の判定の結果、指定され
た垂直方向の測定範囲における計測が全て終了したとき
は、第１回転部２１と第２回転部２２の回転角度を前述
した初期状態の位置に設定して回転角の初期化を行う
（ＳＣ１１）と共に、第２回転部２６を上下方向に移動
して、その位置を初期状態に設定した後（ＳＣ１２）、
記憶部５５に保存した計測結果を用いて各上下方向の位
置での各角度におけるレーダ断面積を算出し（ＳＣ１
３）、この算出結果を測定結果として表示部５６に表示
する（ＳＣ１４）。

【００７０】尚、ＶＮＡ３にタイムゲート機能が備えら
れている場合は、タイムドゲート機能により不要データ
をキャンセリングすることができるので、さらに精度の
よい測定データを収集することができる。

【００７１】また、上記実施形態は本願発明の一具体例
であって、本願発明が上記構成のみに限定されることは
ない。例えば、受信プローブ７を被測定物８の周囲に上
下、左右、前後、３次元的に移動できるようにしても良
い。

【００７２】また、上記実施形態ではＶＮＡ（ベクトル
ネットワークアナライザ）を用いた構成として説明した
が、ＶＮＡに代えて信号発生器と受信機とを組み合わせ
て用いても良い。或いは受信機に代えて検知器も利用可
能な場合がある。例えば、図１１，１２に示すようなＶ
ＮＡを用いないＲＣＳ測定装置を構成することも可能で
ある。

【００７３】図１１に示すＲＣＳ測定装置は、上記第１
実施形態の測定装置において、ＶＮＡ３に代えて信号発
生器101と、増幅器102、受信機103を用い、さらにイン
タフェース部５１に代えて、信号発生器101と受信機103
とを中央処理部５４に接続するためのインタフェース部
104を設けた構成である。信号発生器101の出力側は増幅
器102を介して送信アンテナ６に接続され、受信機103の
入力側は受信アンテナ７に接続されている。

【００７４】図１２に示すＲＣＳ測定装置は、上記第１
実施形態の測定装置において、ＶＮＡ３に代えて信号発
生器101と、増幅器102、パワーメータ105、パワーセン
サ106を用い、さらにインタフェース部５１に代えて、
信号発生器101とパワーメータ105とを中央処理部５４に
接続するためのインタフェース部107を設けた構成であ
る。信号発生器101の出力側は増幅器102を介して送信ア
ンテナ６に接続されている。また、パワーセンサ106の
入力側は受信アンテナ７に接続され、パワーセンサ106
の出力側はパワーメータ105を介してインタフェース部1
07に接続されている。

【００７５】また、信号発生器101としては、シグナル
ジェネレータや、シグナルスイーパ、シグナルシンセサ
イザ等を用いることができる。検知器としては上記のパ
ワーメータ105やパワーセンサ106の他にスカラーネット
ワークアナライザを用いることができる。

【００７６】また、受信機103と上記のような検知器
は、周波数同期ができるか否かで分類することができ
る。検知器では周波数同期ができないが、受けた電波を
周波数に関係なく熱エネルギーに変換して最終的に電圧
で出力するので、目的の電波以外の妨害波が存在しない
環境、例えば電波暗室等の環境であれば目的を達成する
ことができる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のバイスタテ
ィックレーダ断面積の測定方法及びその装置によれば、
コンパクトレンジのパラボラリフレクタに正対するクワ
イエットゾーンの擬似的に電磁波的な遠方界空間内で被
測定物を回転させ、この被測定物の周囲に受信アンテナ
を回転移動させてバイスタティックレーダ断面積を測定
するので、測定時に従来程の空間を必要とせずに容易に
測定を行うことができる。また、受信アンテナの回転角
速度を被測定物の回転角速度の２倍に設定し、被測定物
の回転に同期して受信アンテナを回転移動させているの
で、被測定物からの全反射のみを容易に測定することが
できる。さらに、一般に普及しているベクトルネットワ
ークアナライザを用いることにより簡易な装置構成によ
ってバイスタティックレーダ断面積の測定を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態におけるバイスタティッ
クレーダ断面積の測定装置を示す構成図

【図２】本発明の第１実施形態におけるバイスタティッ
クレーダ断面積の測定装置の主要部配置を説明する図

【図３】本発明の第１実施形態におけるバイスタティッ
クレーダ断面積の測定装置の電気系回路を示すブロック
図

【図４】本発明の第１実施形態における被測定物と受信
プローブの回転初期状態を説明する図

【図５】アンテナパターン変動特性を示す図

【図６】本発明の第１実施形態におけるコンピュータ装
置の動作を説明するフローチャート

【図７】本発明の第１実施形態におけるＲＣＳの計算処
理を説明するフローチャート

【図８】本発明の第２実施形態におけるバイスタティッ
クレーダ断面積の測定装置を示す構成図

【図９】本発明の第２実施形態におけるバイスタティッ
クレーダ断面積の測定装置の電気系回路を示すブロック
図

【図１０】本発明の第２実施形態におけるコンピュータ
装置の動作を説明するフローチャート

【図１１】本発明におけるバイスタティックレーダ断面
積の測定装置の他の構成例を示す図

【図１２】本発明におけるバイスタティックレーダ断面
積の測定装置の他の構成例を示す図

【図１３】従来例のＮＲＬアーチ方式の測定装置を示す
図

【符号の説明】

１…パラボラリフレクタ、２…パイロン、２１…第１回
転部、２２…第２回転部、２３…アーム、23a,23b…支
持部、２４，２５，２８…パルスモータ、３…ベクトル
ネットワークアナライザ（ＶＮＡ）、４…高周波増幅
器、５…コンピュータ装置、５１…インタフェース部、
５２，５３，５８…パルスモータ駆動回路、５４…中央
処理部、５５…記憶部、５６…表示部、５７…キーボー
ド、６…送信アンテナ、７…受信プローブ、101…信号
発生器、102…増幅器、103…受信機、104…インタフェ
ース部、105…パワーメータ、106…パワーセンサ、107
…インタフェース部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パラボラリフレクタと該パラボラリフレ
   クタの焦点位置に配置された送信アンテナとを有し前記
   パラボラリフレクタにより擬似的に電磁波的な遠方界を
   形成するコンパクトレンジと、受信アンテナとを用い、
   被測定物のバイスタティックレーダ断面積を測定するバ
   イスタティックレーダ断面積の測定方法であって、 前記被測定物を前記パラボラリフレクタに正対する空間
   内に回転可能に設け、 前記受信アンテナを前記被測定物方向に向けて前記被測
   定物の回りに周回可能に配置し、 前記送信アンテナに高周波電流を供給し、前記送信アン
   テナから電磁波を輻射して前記パラボラリフレクタに反
   射させて前記被測定物に照射し、 前記被測定物によって反射された電磁波を前記受信アン
   テナで受信し、 前記送信アンテナに供給した高周波電流と前記受信アン
   テナで受信した高周波電流の測定結果から前記被測定物
   の回転位置における電磁波の振幅と位相の情報を得て、
   前記パラボラリフレクタからの電磁波輻射方向に対して
   垂直な回転軸を中心として前記被測定物を回転すると共
   に前記回転軸を中心として前記受信アンテナを回転移動
   させることにより前記被測定物のバイスタティックレー
   ダ断面積を測定することを特徴とするバイスタティック
   レーダ断面積の測定方法。
2. 【請求項２】 前記受信アンテナの回転角速度を前記
   被測定物の回転角速度の２倍に設定すると共に前記被測
   定物の回転に同期して前記受信アンテナを回転移動させ
   ることを特徴とする請求項１に記載のバイスタティック
   レーダ断面積の測定方法。
3. 【請求項３】 前記送信アンテナと前記受信アンテナに
   接続されて送受信源となる２つのポートに対するＳ２１
   法による測定が可能なベクトルネットワークアナライザ
   から前記送信アンテナに高周波電流を供給して、前記送
   信アンテナから電磁波を輻射して前記パラボラリフレク
   タに反射させて前記被測定物に照射し、 前記ベクトルネットワークアナライザによって、前記送
   信アンテナに供給した高周波電流と前記受信アンテナで
   受信した高周波電流の値に対して前記Ｓ２１法による演
   算処理を施し、 前記演算処理結果から前記被測定物の回転位置における
   電磁波の振幅と位相の情報を得て、前記パラボラリフレ
   クタからの電磁波輻射方向に対して垂直な回転軸を中心
   として前記被測定物を回転すると共に前記回転軸を中心
   として前記受信アンテナを回転移動させることにより前
   記被測定物のバイスタティックレーダ断面積を測定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のバイスタティックレ
   ーダ断面積の測定方法。
4. 【請求項４】 パラボラリフレクタの焦点位置に配置さ
   れた送信アンテナと、受信アンテナと、 前記パラボラリフレクタからの電磁波輻射方向に対して
   垂直な回転軸を中心として前記被測定物を前記パラボラ
   リフレクタに正対する空間内で回転する第１回転手段
   と、 前記受信アンテナを前記被測定物方向に向けた状態で前
   記回転軸を中心として前記被測定物の回りに回転移動す
   る第２回転手段と、 前記送信アンテナに供給した高周波電流と前記受信アン
   テナで受信した高周波電流の測定結果から前記被測定物
   の回転位置における電磁波の振幅と位相の情報を取得す
   る電磁波情報取得手段と、 前記パラボラリフレクタからの電磁波輻射方向に対して
   垂直な回転軸を中心として前記被測定物を回転すると共
   に前記回転軸を中心として前記受信アンテナを回転移動
   させる回転手段と、 前記被測定物と前記受信アンテナの回転角度情報を取得
   する角度情報取得手段と、 前記電磁波情報取得手段により取得した振幅と位相の情
   報と、前記角度情報取得手段により取得した回転角度情
   報とに基づいて、前記回転角度における前記被測定物の
   バイスタティックレーダ断面積を算出して出力する手段
   とを備えていることを特徴とするバイスタティックレー
   ダ断面積の測定装置。
5. 【請求項５】 前記電磁波情報取得手段が、前記送信ア
   ンテナと前記受信アンテナを接続するための送受信源と
   なる２つのポートを有すると共に前記送信アンテナに供
   給した高周波電流と前記受信アンテナで受信した高周波
   電流に対してＳ２１法による演算処理測定を行って該演
   算処理結果を出力するベクトルネットワークアナライザ
   からなることを特徴とする請求項４に記載のバイスタテ
   ィックレーダ断面積の測定装置。
6. 【請求項６】 前記第１回転手段は、前記回転軸を中心
   として所定の回転角速度ωで前記被測定物を回転させる
   手段を有し、 前記第２回転手段は、前記回転軸を中心として前記回転
   角速度ωの２倍の回転角速度で前記被測定物の回転に同
   期して前記受信アンテナを回転移動させる手段を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のバイスタティックレ
   ーダ断面積の測定装置。
7. 【請求項７】 前記被測定物に対して前記受信アンテナ
   を前記回転軸方向に相対移動させる手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項４に記載のバイスタティックレー
   ダ断面積の測定装置。