JP2011116325A - レーダークロスセクション(rcs)画像化システム - Google Patents
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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
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。
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。
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θr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、θrが計算されるが、あらかじめ使用
る。
受信部の強度をPr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=πa2[m2]
=10log(πa2)[dBsm]
σ:RCS
a:球の半径
例えば、a :0.127[m]とすると、
σ=0.0507[m2]
=−12.95[dBsm]
すなわち、対象物のRCSをσtargetとすると、
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θr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、θrが計算されるが、あらかじめ使用
る。
受信部の強度をPr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=πa2[m2]
=10log(πa2)[dBsm]
σ:RCS
a:球の半径
例えば、a :0.127[m]とすると、
σ=0.0507[m2]
=−12.95[dBsm]
すなわち、対象物のRCSをσtarget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[dBsm]であった。
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[dBsm]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。
Windows personal computer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[dBsm]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。
Windows personal computer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[dBsm]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。
[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
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 (7)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009293330A JP2011116325A (ja) | 2009-12-06 | 2009-12-06 | レーダークロスセクション(rcs)画像化システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009293330A JP2011116325A (ja) | 2009-12-06 | 2009-12-06 | レーダークロスセクション(rcs)画像化システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011116325A true JP2011116325A (ja) | 2011-06-16 |
Family
ID=44282171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009293330A Pending JP2011116325A (ja) | 2009-12-06 | 2009-12-06 | レーダークロスセクション(rcs)画像化システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011116325A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102435987A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-05-02 | 哈尔滨工业大学 | 基于单支连续太赫兹激光源的rcs测量装置 |
CN102508223A (zh) * | 2011-11-30 | 2012-06-20 | 哈尔滨工业大学 | 应用于太赫兹激光源的电控可变扩束比装置 |
KR101305254B1 (ko) | 2013-03-14 | 2013-09-06 | 국방과학연구소 | 전파형 근접 신관센서의 표적 반사신호 수집 시스템 및 방법 |
CN104635222A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-05-20 | 北京航空航天大学 | 一种低可探测目标rcs测量中的背景提取与抵消处理方法 |
KR20180122932A (ko) * | 2017-05-04 | 2018-11-14 | (주)밀리시스 | 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치 및 이를 구비한 시스템 |
KR20180122928A (ko) * | 2017-05-04 | 2018-11-14 | (주)밀리시스 | 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템 |
CN109541563A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-29 | 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 | 用于rcs测试的背景对消微调装置 |
-
2009
- 2009-12-06 JP JP2009293330A patent/JP2011116325A/ja active Pending
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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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KR20180122932A (ko) * | 2017-05-04 | 2018-11-14 | (주)밀리시스 | 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치 및 이를 구비한 시스템 |
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KR102080332B1 (ko) * | 2017-05-04 | 2020-02-21 | 광주과학기술원 | 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 방법 및 시스템 |
KR102080331B1 (ko) * | 2017-05-04 | 2020-04-07 | 광주과학기술원 | 전자파 반사단면적 측정 및 영상화 장치 및 이를 구비한 시스템 |
CN109541563A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-29 | 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 | 用于rcs测试的背景对消微调装置 |
CN109541563B (zh) * | 2018-12-04 | 2023-03-14 | 中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所 | 用于rcs测试的背景对消微调装置 |
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