JP2015197410A - レーダ評価装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーダの方位及び距離における検出評価が行えるレーダ評価装置を提供すること。【解決手段】評価対象となるレーダから発せられる電磁波を反射するターゲット2を有し、ターゲット2を移動可能に設けたレーダ評価装置1であって、基台5に固定された第一軸部材3を中心に回転可能に設けられる第一アーム4と、第一軸部材3と一体に取り付けられる第一プーリー11と、第一アーム4に対し回転自在に取り付けられる第二プーリー12と、第一プーリー11と第二プーリー12に巻き掛けられる第一無端状ベルト14と、第二プーリー12に一体に取り付けられるターゲット2とを備えて構成されている。【選択図】図1
Description
本発明は、レーダの性能評価に用いられるレーダ評価装置に関するものである。
従来、レーダに関する装置として、例えば、特開2009−276332号公報に記載されるように、レーダのアンテナとして小さいアンテナを複数設置したものを用意し、レーダ検出の対象物を上下、左右に移動させて対象物における電磁波の反射特性を測定するシステムが知られている。
また、車両の周囲の物体等を検出するレーダを評価する装置として、例えば、図8に示すように、評価対象となるレーダ100の設置位置に対しターゲット101を左右に移動可能なものが知られている。
図8に示す評価装置にあっては、ターゲット101がレーダ100の横方向にしか移動しないため、前後方向にターゲット101が移動する場合のレーダの検出評価が行えない。すなわち、レーダにおいて異なる方位についての検出精度の評価は行えるが、異なる距離についての検出精度の評価を行うことができない。
そこで、本技術分野においては、レーダにおける方位及び距離についての検出評価が一度に行えるレーダ評価装置の開発が切望されている。
すなわち、本発明の一側面におけるレーダ評価装置は、評価対象となるレーダから発せられる電磁波を反射するターゲットを有し、前記ターゲットを移動可能に設けたレーダ評価装置において、基台に固定された第一軸部材を中心に回転可能に設けられる第一アームと、前記第一軸部材と一体に取り付けられる第一プーリーと、前記第一アームにおいて前記第一軸部材と平行に設けられる第二軸部材を中心に回転自在に取り付けられる第二プーリーと、前記第二プーリーに一体に取り付けられるターゲットと、前記第一プーリーと前記第二プーリーに巻き掛けられ、前記第一アームの回転により前記ターゲットが前記第一軸部材を中心に回転移動する際に前記ターゲットの向きが変わらないように前記ターゲットを逆回転させる第一無端状ベルトとを備えて構成される。
また、本発明の一側面におけるレーダ評価装置は、評価対象となるレーダから発せられる電磁波を反射するターゲットを有し、前記ターゲットを移動可能に設けたレーダ評価装置において、基台に固定された第一軸部材を中心に回転可能に設けられる第一アームと、前記第一軸部材と一体に取り付けられる第一プーリーと、前記第一アームにおいて前記第一軸部材と平行に設けられる第二軸部材を中心に回転自在に取り付けられる第二プーリーと、前記第一プーリーと前記第二プーリーに巻き掛けられる第一無端状ベルトと、前記第二プーリーに一体に取り付けられ、前記第二プーリーと共に回転可能に設けられる第二アームと、前記第二軸部材と一体に取り付けられる第三プーリーと、前記第二アームに回転自在に取り付けられる第四プーリーと、 前記第四プーリーに一体に取り付けられる前記ターゲットと、前記第三プーリーと前記第四プーリーに巻き掛けられ、前記第一アーム及び前記第二アームの回転により前記ターゲットが前記第一軸部材を中心に移動する際に前記ターゲットの向きが変わらないように前記ターゲットを逆回転させる第二無端状ベルトとを備えて構成される。
本発明によれば、レーダの方位及び距離における検出評価を一度に行うことができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、本発明の一実施形態である第一実施形態に係るレーダ評価装置1の構成概要図である。
図1に示すように、レーダ評価装置1は、レーダの性能評価を行う装置であって、評価対象となるレーダから発せられる電磁波を反射するターゲット2を有し、このターゲット2を移動可能に構成されている。評価対象となるレーダとしては、例えば、ミリ波レーダが該当する。なお、評価対象となるレーダとしては、光、電波等の電磁波を発して検出を行うレーダであれば、ミリ波レーダ以外のレーダであってもよい。ターゲット2は、電磁波を反射するように構成され、例えば、入射する電磁波を入射方向と平行に反射させるものが用いられる。具体的には、ターゲット2として、三つの反射面を互いに直角に接合してなるコーナーリフレクタが用いられる。
レーダ評価装置1には、第一軸部材3を中心に回転可能な第一アーム4が設けられている。第一軸部材3は、鉛直方向に向けて配置される軸部材であって、基台5に固定されている。基台5は、レーダ評価装置1のベース部材となるものであって、例えば、平板状又はブロック状の部材が用いられる。なお、図1では、基台5は水平に設置されるものが図示されているが、第一軸部材3を固定でき又は動かないよう取り付けられるものであれば、このような形態又は形状の物でなくてもよい。
第一軸部材3には、回転筒6が回転可能に取り付けられている。例えば、回転筒6は、第一軸部材3を挿通可能な筒体であって、第一軸部材3を挿通して設けられ、第一軸部材3を中心に回転可能となっている。回転筒6の下端には、円盤体7が取り付けられている。円盤体7は、基台5に対し回転可能に設置され、例えばローラ8を介して基台5上に配されている。ローラ8の回転により、基台5上で円盤体7及び回転筒6が円滑に回転可能となっている。
回転筒6には、第一アーム4が取り付けられている。第一アーム4は、回転筒6の回転と共に回転し、第一軸部材3を中心に回転可能に設けられている。第一アーム4は、例えば、棒状の部材が用いられ、回転筒6の周面に取り付けられて水平方向に向けて設置される。この第一アーム4の設置位置は、回転筒6の外周部の上部位置とされる。
図1では、第一アーム4として、断面矩形で真っ直ぐに延びる棒状部材が用いられているが、翼形状のもの、断面円形もしくは断面楕円形のもの、又は、長手方向に向けて湾曲して曲がって延びる形状としたものを用いてもよい。この場合、レーダから発せられる電磁波の第一アーム4での反射量を低減することが可能となり、ターゲット2以外での電磁波の反射量を低減してレーダの検出精度を高めることが可能となる。また、第一アーム4での電磁波の反射を低減するために、第一アーム4の表面に電波吸収体を取り付けてもよい。また、レーダ評価装置1における第一アーム4以外の部材の表面に電波吸収体を取り付けてもよい。なお、第一アーム4としては、棒状の部材に限られるものではなく、ブロック状、板状などその他の形状の部材を用いてもよい。
レーダ評価装置1には、モータ9が設けられている。モータ9は、回転駆動用の駆動機であり、例えば、その回転軸に円盤部材10を取り付けて構成される。この円盤部材10を円盤体7の上面又は周面に当接させて回転力を伝達可能に構成することにより、モータ9の駆動によって、円盤体7、回転筒6を介して第一アーム4を回転させることができる。
第一軸部材3には、第一プーリー11が取り付けられている。第一プーリー11は、第一軸部材3に一体に取り付けられ、例えば、第一軸部材3の上端部分に設置される。この第一プーリー11は、円形の部材であって、周面を水平方向に向けて配設される。
第一アーム4に対し第二プーリー12が回転自在に取り付けられている。第二プーリー12は、第一アーム4に設けられる第二軸部材13に軸支され、第二軸部材13を中心に回転する構造となっている。第二軸部材13は、第一アーム4から上方へ向けて突出する軸部材であって、第一軸部材3と平行となるように設けられている。すなわち、第二軸部材13は、その軸線方向が第一軸部材3の軸線方向と平行となるように設けられている。この第二軸部材13は、例えば、第一アーム4の先端位置又は先端付近の位置に設けられる。第二プーリー12は、円形の部材であって、周面を水平方向に向けて配設され、第一プーリー11と同じ高さの位置に設置されている。また、第二プーリー12の直径又は円周長は、第一プーリー11の直径又は円周長と同じとなっている。例えば、第一プーリー11と第二プーリー12の有効径、すなわち第一無端状ベルト14が接触する周面の径は、同径とされる。
第一プーリー11と第二プーリー12には、第一無端状ベルト14が巻き掛けられている。第一無端状ベルト14は、第一アーム4の回転によりターゲット2が第一軸部材3を中心に回転移動する際にターゲット2の向きが変わらないようにターゲット2を逆回転させる部材であり、可撓性のある環状部材が用いられる。第一プーリー11と第二プーリー12として同一有効径のものを用いることにより、第一無端状ベルト14は、第二プーリー12が回転移動した際に第二プーリー12の向きが変わらないように第二プーリー12を回転させるための部材として機能する。第一無端状ベルト14は、第一プーリー11及び第二プーリー12の周面にそれぞれ接触するように巻き掛けられている。この第一無端状ベルト14が第一プーリー11と第二プーリー12に巻き掛けられることにより、第一プーリー11を中心に第二プーリー12が回転しても、第一プーリー11と第二プーリー12の向きが変化しない。このとき、第一プーリー11が第一軸部材3に固定されており、その向きが変化しないので、第二プーリー12は、回転移動しても、その向きが変わらず、一定の方向を向いていることとなる。また、第二プーリー12にターゲット2を取り付けることにより、ターゲット2の向きを変えずに回転移動可能となる。
第一無端状ベルト14は、摩擦により、第一プーリー11及び第二プーリー12とのすべりを抑制するものが用いられる。また、第一無端状ベルト14は、かみ合いにより、第一プーリー11及び第二プーリー12とのすべりを抑制するものであってもよい。例えば、第一無端状ベルト14として、内周面に歯型を形成したものを用い、第一プーリー11及び第二プーリー12として、外周面に歯型を形成した歯車を用いればよい。また、第一無端状ベルト14として、環状のチェーンを用い、第一プーリー11及び第二プーリー12として、スプロケットを用いてもよい。
さらに、第二プーリー12が回転移動する際に第一プーリー11に対し第二プーリー12の向きが変わらないように第二プーリー12に回転力を与えられるものであれば、第一無端状ベルト14に代えて、他の機構などを用いてもよい。例えば、第一プーリー11と第二プーリー12の間に歯車又は歯車列を設けることにより、第二プーリー12の回転移動に応じて第二プーリー12を回転させるようにしてもよい。
第二プーリー12には、ターゲット2が一体に取り付けられている。例えば、第二プーリー12の上部にターゲット2が一体に取り付けられる。つまり、第二プーリー12にターゲット2が固定されており、第二プーリー12の回転移動と共にターゲット2が回転移動し、第二プーリー12の回転と共にターゲット2が回転する。このため、ターゲット2は、第一アーム4の回転に応じて第二プーリー12が回転移動した際に、第二プーリー12と共に回転移動する。このとき、第二プーリー12が第一無端状ベルト14を通じて回転すると共に、ターゲット2も回転する。従って、第一アーム4の回転によってターゲット2が回転移動しても、その回転移動に応じてターゲット2が回転するので、ターゲット2の向きは変わることはない。
次に、本実施形態に係るレーダ評価装置の動作について説明する。
図2は、本実施形態に係るレーダ評価装置1におけるレーダ評価測定系の平面図である。図2に示すように、レーダ評価装置1から所定の距離をおいて、評価対象となるレーダ20を配置する。レーダ20は、レーダ評価装置1のターゲット2に向けて電磁波21を発せられるように配置される。レーダ評価装置1は、ターゲット2の反射方向がレーダ20に向くように配置される。この状態で、第一アーム4を回転させてターゲット2を回転移動させる。そして、レーダ20を作動させて、レーダ20によるターゲット2の検出を行う。
このとき、ターゲット2が回転運動することにより、レーダ20から見て、ターゲット2の方位、距離及び速度が連続的に変化することとなる。このため、レーダ20は、連続的に方位、距離及び速度が変化する検出対象物の検出が行える。その際、ターゲット2の回転移動の速度を変化させることにより、移動速度の異なる移動体の検出評価も行うことができる。
ターゲット2は、回転運動している間に、その向きが変化せず、又は、その向きがほとんど変化しないため、レーダ20の検出精度の評価を適切に行うことができる。レーダ評価装置1の作動によるターゲット2の移動軌跡とレーダ20で検出される検出物体の移動軌跡結果を比較することにより、レーダ20の検出評価がより精度よく行える。
図3にターゲット2の移動軌跡、距離、方位及び速度を示す。図3(a)は上方から見たターゲット2の移動軌跡、図3(b)はレーダ20からターゲット2までの距離、図3(c)はレーダ20から見たターゲット2の方位、図3(d)はレーダ20に対するターゲット2の相対速度を示したものである。
図3(a)に示すように、第一アーム4のアーム長に応じた半径でターゲット2が円運動をしている。図3(b)〜(d)に示すように、ターゲット2の距離、方位および速度は時間とともに連続的に変化している。このターゲット2の距離、方位および速度は正弦波又は正弦曲線を示すものとなる。
以上説明したように、第一実施形態に係るレーダ評価装置1によれば、回転可能な第一アーム4に第二プーリー12を介してターゲット2を取り付けたことにより、ターゲット2の向きを変えずにターゲット2を回転移動させることができる。このため、評価対象となるレーダ20に対しターゲット2の方位、距離を一度に変更させることができる。また、ターゲット2の方位、距離及び速度を同時に変更させてレーダの検出評価を行うことができる。
次に、本発明の第二実施形態に係るレーダ評価装置1aについて説明する。
図4に示すように、本実施形態に係るレーダ評価装置1aは、二つのアーム部材を備えたものであり、第一アーム4に加え、第二アーム15を備えて構成される。レーダ評価装置1aにおいて、ターゲット2、第一軸部材3、第一アーム4、基台5、回転筒6、円盤体7、ローラ8、モータ9、円盤部材10、第二軸部材13及び第一無端状ベルト14については、上述した第一実施形態で説明したものと同様なものを用いることができる。また、第一プーリー11及び第二プーリー12については、上述した第一実施形態で説明したものと同様なものを用いることができるが、必ずしも同一有効径のものを用いる必要はない。
第二アーム15は、第二プーリー12と一体に取り付けられており、第二プーリー12と共に第二軸部材13を中心に回転可能に設けられている。第二アーム15は、例えば、第二プーリー12の上部に固定して設けられる。第二アーム15は、例えば、棒状の部材が用いられ、水平方向に向けて設置される。図4では、第二アーム15として、断面矩形で真っ直ぐに延びる棒状部材が用いられているが、上述した第一アーム4と同様に、他の形状のものを用いてもよく、その他電磁波反射低減のための構成を採用してもよい。これにより、レーダから発せられる電磁波の第二アーム15での反射量を低減することができ、ターゲット2以外での反射量を低減してレーダの検出精度を高めることができる。なお、第二アーム15としては、棒状の部材に限られるものではなく、ブロック状、板状などその他の形状の部材を用いてもよい。
第二軸部材13には、第三プーリー17が取り付けられている。第三プーリー17は、第二軸部材13と一体に取り付けられ、例えば、第二軸部材13の上端部分に設置される。この第三プーリー17は、円形の部材であって、周面を水平方向へ向けて配設される。
第二アーム15に対し第四プーリー18が回転自在に取り付けられている。第四プーリー18は、第二アーム15に設置される第三軸部材16に軸支され、第三軸部材16を中心に回転する構造となっている。第三軸部材16は、第二アーム15から上方へ向けて突出する軸部材であって、例えば、第二アーム15の先端位置又は先端付近の位置に設けられる。第四プーリー18は、第三プーリー17と同じ高さの位置に設置されている。
また、第三プーリー17と第四プーリー18の径の比は、第一プーリー11と第二プーリー12の径の比に応じて設定される。すなわち、第一プーリー11と第二プーリー12の径の比をK:1とすると、第三プーリー17と第四プーリー18の径の比は(K−1):Kとされる。Kは1より大きい値が設定される。このように、第一プーリー11、第二プーリー12、第三プーリー17及び第四プーリー18の径を設定することにより、ターゲット2の向きを変えないで回転移動ないし旋回させることができる。また、Kの値を変えることにより、ターゲット2を異なる軌跡又は形状に沿って移動させることができる。なお、ここでいう径とは、各プーリーにおける有効径を意味する。
第三プーリー17と第四プーリー18に第二無端状ベルト19が巻き掛けられている。第二無端状ベルト19は、第一アーム4及び第二アーム15の回転によりターゲット2が第一軸部材3を中心に移動する際にターゲット2の向きが変わらないようにターゲット2を逆回転させるための部材であって、例えば、可撓性のある環状部材が用いられる。
第二無端状ベルト19は、摩擦により第三プーリー17及び第四プーリー18とのすべりを抑制するものが用いられる。また、第二無端状ベルト19は、かみ合いにより、第三プーリー17及び第四プーリー18とのすべりを抑制するものであってもよい。例えば、第二無端状ベルト19として、内周面に歯型を形成したものを用い、第三プーリー17及び第四プーリー18として、外周面に歯型を形成した歯車を用いればよい。また、第二無端状ベルト19として、環状のチェーンを用い、第三プーリー17及び第四プーリー18として、スプロケットを用いてもよい。
さらに、第四プーリー18が回転移動する際に第四プーリー18の向きが変わらないように第四プーリー18に回転力を与えられるものであれば、第二無端状ベルト19に代えて、他の機構などを用いてもよい。例えば、第三プーリー17と第四プーリー18の間に歯車又は歯車列を設けることにより、第四プーリー18の回転移動に応じて第四プーリー18を回転させるようにしてもよい。
第四プーリー18には、ターゲット2が一体に取り付けられている。例えば、第四プーリー18の上部にターゲット2が一体に取り付けられる。つまり、第四プーリー18にターゲット2が固定されており、第四プーリー18の回転移動と共にターゲット2が回転移動し、第四プーリー18の回転と共にターゲット2が回転する。このため、ターゲット2は、第二アーム15の回転に応じて第四プーリー18が回転移動又は公転した際に、第四プーリー18と共に回転移動又は公転する。このとき、第四プーリー18が第二無端状ベルト19を通じて回転又は自転すると共に、ターゲット2も回転又は自転する。従って、第二アーム15の回転によってターゲット2が回転移動しても、その回転移動に応じてターゲット2が回転ないし自転するので、ターゲット2の向きは変わらない。
図5〜7に第二実施形態に係るレーダ評価装置1aにおけるターゲット2の移動軌跡、距離、方位及び速度を示す。図5(a)〜7(a)はターゲット2の移動軌跡、図5(b)〜7(b)はレーダからターゲット2までの距離、図5(c)〜7(c)はレーダから見たターゲット2の方位、図5(d)〜7(d)はレーダに対するターゲット2の相対速度における時間的変化を示したものである。
図5は、第一アーム4と第二アーム15のアーム長の比を1:0.3とし、第一プーリー11と第二プーリー12の径の比を2:1とし、第三プーリー17と第四プーリー18の径の比を1:2とした場合のターゲット2の動きを示したものである。
図5(a)に示すように、ターゲット2は楕円軌道で移動している。図5(b)〜(d)に示すように、ターゲット2の距離、方位および速度は時間とともに連続的に変化している。このターゲット2の距離、方位および速度は正弦波又は正弦曲線を示すものとなる。
図6は、第一アーム4と第二アーム15のアーム長の比を1:0.5とし、第一プーリー11と第二プーリー12の径の比を5:2とし、第三プーリー17と第四プーリー18の径の比を3:5とした場合のターゲット2の動きを示したものである。
図6(a)に示すように、ターゲット2は星形の軌道で移動している。図6(b)〜(d)に示すように、ターゲット2の距離、方位および速度は時間とともに連続的に変化している。このターゲット2の距離、方位および速度は複雑な曲線を示すものとなる。
図7は、第一アーム4と第二アーム15のアーム長の比を1:0.45とし、第一プーリー11と第二プーリー12の径の比を3:1とし、第三プーリー17と第四プーリー18の径の比を2:3とした場合のターゲット2の動きを示したものである。
図7(a)に示すように、ターゲット2はほぼ三角形の軌道で移動している。図7(b)〜(d)に示すように、ターゲット2の距離、方位および速度は時間とともに連続的に変化している。このターゲット2の距離、方位および速度は複雑な曲線を示すものとなる。
以上説明したように、第二実施形態に係るレーダ評価装置1aによれば、回転可能な第一アーム4及び第二アーム15を介してターゲット2を取り付けたことにより、ターゲット2の向きを変えずにターゲット2を回転移動させることができる。このため、評価対象となるレーダに対しターゲット2の方位、距離を容易に変更させることができる。また、ターゲット2の方位及び距離を同時に変更してレーダの検出評価を行うことができる。
また、第一アーム4及び第二アーム15を介してターゲット2を取り付けたことにより、ターゲット2を円軌跡以外の異なる軌跡に沿って移動させてレーダ検出評価が行える。
なお、上述した各実施形態は、本発明に係るレーダ評価装置の一実施形態をそれぞれ説明したものであり、本発明に係るレーダ評価装置は上記実施形態に記載されたものに限定されるものではない。本発明に係るレーダ評価装置は、各請求項に記載した要旨を変更しないように上記実施形態に係るレーダ評価装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
1、1a…レーダ評価装置、2…ターゲット、3…第一軸部材、4…第一アーム、5…基台、6…回転筒、9…モータ、11…第一プーリー、12…第二プーリー、14…第一無端状ベルト、15…第二アーム、17…第三プーリー、18…第四プーリー、19…第二無端状ベルト、20…レーダ。
Claims (2)
- 評価対象となるレーダから発せられる電磁波を反射するターゲットを有し、前記ターゲットを移動可能に設けたレーダ評価装置において、
基台に固定された第一軸部材を中心に回転可能に設けられる第一アームと、
前記第一軸部材と一体に取り付けられる第一プーリーと、
前記第一アームにおいて前記第一軸部材と平行に設けられる第二軸部材を中心に回転自在に取り付けられる第二プーリーと、
前記第二プーリーに一体に取り付けられるターゲットと、
前記第一プーリーと前記第二プーリーに巻き掛けられ、前記第一アームの回転により前記ターゲットが前記第一軸部材を中心に回転移動する際に前記ターゲットの向きが変わらないように前記ターゲットを逆回転させる第一無端状ベルトと、
を備えるレーダ評価装置。 - 評価対象となるレーダから発せられる電磁波を反射するターゲットを有し、前記ターゲットを移動可能に設けたレーダ評価装置において、
基台に固定された第一軸部材を中心に回転可能に設けられる第一アームと、
前記第一軸部材と一体に取り付けられる第一プーリーと、
前記第一アームにおいて前記第一軸部材と平行に設けられる第二軸部材を中心に回転自在に取り付けられる第二プーリーと、
前記第一プーリーと前記第二プーリーに巻き掛けられる第一無端状ベルトと、
前記第二プーリーに一体に取り付けられ、前記第二プーリーと共に回転可能に設けられる第二アームと、
前記第二軸部材と一体に取り付けられる第三プーリーと、
前記第二アームに回転自在に取り付けられる第四プーリーと、
前記第四プーリーに一体に取り付けられる前記ターゲットと、
前記第三プーリーと前記第四プーリーに巻き掛けられ、前記第一アーム及び前記第二アームの回転により前記ターゲットが前記第一軸部材を中心に移動する際に前記ターゲットの向きが変わらないように前記ターゲットを逆回転させる第二無端状ベルトと、
を備えるレーダ評価装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112875178A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-06-01 | 贵州科建检测有限公司 | 一种沿一定坡度的混凝土坝面上下移动的地质雷达天线盒 |
WO2021181981A1 (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-16 | 住友電気工業株式会社 | 電波センサを調整する方法、処理装置及びコンピュータプログラム |
-
2014
- 2014-04-03 JP JP2014076839A patent/JP2015197410A/ja active Pending
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