JP2011116325A

JP2011116325A - レーダークロスセクション（ｒｃｓ）画像化システム

Info

Publication number: JP2011116325A
Application number: JP2009293330A
Authority: JP
Inventors: Hirosuke Suzuki; 洋介鈴木; Kenji Saito; 健次斉藤; Sadayoshi Motomura; 貞美本村; Toru Yoshizawa; 徹吉沢
Original assignee: Keycom Corp
Current assignee: Keycom Corp
Priority date: 2009-12-06
Filing date: 2009-12-06
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】電波の反射が少ない航空機などを開発する場合、どの部分の電波の反射が強いかなどを開発者は知りたい。その場合、従来技術では、対象物が遠いところもしくは電磁波的には遠方界からの電波の反射強度を示すレーダークロスセクション（ＲＣＳ）を用い、数値のみで表してきた。
このように従来技術では、レーダークロスセクション（ＲＣＳ）を数値のみで表しており、視覚化しておらず、わかりにくかった。
【解決手段】このような従来技術の背景の中で、レーダークロスセクション（ＲＣＳ）を画像化し、より視覚的にわかりやすくする手段として本システムを用い、従来技術の課題を解決する。電波を平行ビームにして送信するアンテナと受信するアンテナが一体となって、上下に動きながら横に移動する。このようにして対象物からの反射波を受け、この反射波の値を計算して、レーダークロスセクション（ＲＣＳ）を示すように画像化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、航空機等凹凸のある対象物からの電磁波の反射波のレーダークロスセクション（ＲＣＳ）を画像化することに関するものである。

電波の反射が少ない航空機などを開発する場合は、どの部分の電波の反射が強いかなどを開発者は知りたい。その場合、従来技術では、対象物が遠いところもしくは電磁波的には遠方界からの電波の反射強度を示すレーダークロスセクション（ＲＣＳ）を用い、数値のみで表してきた。

このように従来技術では、レーダークロスセクション（ＲＣＳ）を数値のみで表しており、視覚化しておらず、わかりにくかった。また、視覚化し画像で表すものがあっても、複雑な測定手法を用いていた。

このような従来技術の背景の中で、レーダークロスセクション（ＲＣＳ）を画像化し、より視覚的にわかりやすくする手段として本レーダークロスセクション（ＲＣＳ）画像化システムを用い、従来技術の課題を解決する。電波を平行ビームにして送信するアンテナと受信するアンテナが一体となって、上下に動きながら横に移動する。このようにして対象物からの反射波を受け、この反射波の値を計算して、レーダークロスセクション（ＲＣＳ）を示すように画像化する。

実施例１アンテナに誘電体レンズを用いる。

誘電体レンズアンテナの例を図１に示す。
ホーンアンテナの波源１から電波が放射し、誘電体レンズを通り、わずか１０波長程度進むと平面波になる。なお、平面波は平行ビームの形を取り、中心部のエネルギーが周辺よりも強くなっていて、電磁波は対象物にスポット状に照射する。

実施例２システム構成

システム構成の例を図２に示す。
ホーンアンテナ４から２４ＧＨｚ、パルス幅４０ｎｓｅｃのパルスが送信されて模型飛行機に照射される。反射波は誘電体レンズアンテナ５に返ってくる。なお、アンテナは上に昇っていき、次に下に下がる。この間、１０秒程度である。次に横に０．１ｍ移動し、またアンテナは上に行き、下に下がる。これを繰り返していく。なお、横の移動距離はエンコーダ６で記録される。

実施例３ブロックダイアグラム

ブロックダイアグラムを図３に示す。
受信信号はＩＱミキサーに入り、ローカル信号として入力される送信波と位相比較する。
受信波の位相をθ_ｒとすると、

ここでアンテナが移動するごとにＩとＱが変化し、θ_ｒが計算されるが、あらかじめ使用

る。
受信部の強度をＰ_ｒとすると、

上下にｎステップ、左右にｍステップ移動すると、

次にＲＣＳ標準として球状リフレクタを用いる。
σ＝πａ^２［ｍ^２］
＝１０ｌｏｇ（πａ^２）［ｄＢ_ｓｍ］
σ：ＲＣＳ
ａ：球の半径
例えば、ａ：０．１２７［ｍ］とすると、
σ＝０．０５０７［ｍ^２］
＝−１２．９５［ｄＢ_ｓｍ］
すなわち、対象物のＲＣＳをσ_{ｔａｒｇｅｔ}とすると、

実施例４横から見た模型飛行機のＲＣＳ

横から見た模型飛行機のＲＣＳを図４に示した。
図から反射波の強度が部分によって違うことが良くわかる。これが画像化（イメージング）の特長である。
なお、横方向からのＲＣＳ値は４．７０［ｄＢ_ｓｍ］であった。

実施例５横から見た模型飛行機の尾翼下部の部分ＲＣＳ

横から見た模型飛行機の尾翼下部の部分ＲＣＳを図５に示した。
Ｗｉｎｄｏｗｓｐｅｒｓｏｎａｌｃｏｍｐｕｔｅｒの画面に表れている、図４の飛行機の尾翼下部をマウスを用いて四角く囲んで指定する。そして計算処理をすると、囲んだ部分のＲＣＳが計算される。
この部分のＲＣＳは−０．１１［ｄＢ_ｓｍ］であった。
なお、ＲＣＳは、対象物に電波が照射された時の反射波のベクトル合成値で示される。従来技術による遠方界測定の場合は、この合成は一度に行われる。しかし本レーダークロスセクション（ＲＣＳ）画像化システムにおいては、画像化するために、画素をひとつひとつ測定し、これを加算する必要がある。
本レーダークロスセクション（ＲＣＳ）画像化システムにおいて、正確にＲＣＳを計算するには、基準値との指定した位相差のみの画素を用いて画像化していく。このとき、位相差を変えていき、ＲＣＳが最大になった時が、対象物のＲＣＳと考える。
なお、これを他の方法で実現する時は、送信周波数を少しずつ変えていき、ＲＣＳが最大になった時を対象物のＲＣＳとしても良い。
一方、アンテナであるが、送信アンテナと受信アンテナを同一にして、サーキュレータまたはサーキュレータスイッチで切り替えても良い。
また、ＲＣＳ測定システムの方式として、パルス、ＦＭＣＷ、パルスドＦＭＣＷなど各種の方式を用いても良い。

誘電体レンズによる電磁波放射システム構成ブロックダイアグラム横から見た模型飛行機のＲＣＳ横から見た模型飛行機の尾翼下部の部分ＲＣＳ

［図１］
１波源
２電界強度
３平面波
（ａ）構成
（ｂ）平面波の状況
［図２］
４送信アンテナ
５受信アンテナ
６エンコーダ
［図３］
７カップラー
８パーソナルコンピュータ
９エンコーダ
１０モーター

Claims

平行ビームの電磁波を送信する送信部と、対象物からの反射波を受信する受信部において、その送信部および受信部を一体にして、上下左右に移動させることにより得た反射波を、基準値との指定した位相差のみの画素を用いて、画像化して得た１つの位相差の画像に対応した反射波強度の加算値を、標準ＲＣＳ反射体の反射波強度と比較などして得るレーダークロスセクション画像化システム。
指定した複数個の位相差の各位相差ごとの画像をスカラー加算して得た画像に対応した反射波強度の加算値をレーダークロスセクション計算に用いる請求項１のレーダークロスセクション画像化システム。
画像の指定する１部のレーダークロスセクションを計算する請求項１、２のレーダークロスセクション画像化システム。
送信周波数を少しづつ変化させることにより、指定した位相差を実現する請求項１、２、３記載のシステム。
基準値との位相差を変化させＲＣＳが最大になったときを対象物のＲＳ値とする請求項１、２、３、４記載のシステム。
対象物から反射してくる時間範囲以外の反射波を遮断する機能を持つ請求項１、２、３、４、５記載のシステム。
対象物から反射してくる時間の差を用いて、３次元表示する請求項１、２、３、４、５、６記載のシステム。