JP5197461B2 - 対象物中の誘電率算出装置及び誘電率算出方法 - Google Patents
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Description
コンクリート対象物の劣化の原因として、対象物中の塩分濃度が挙げられる。コンクリート対象物中の塩分は、対象物製造時コンクリートに用いる砂等の中に存在し、あるいは、製造後に進入する。この塩分は、鉄筋等の鋼材を腐食させ膨張させ、コンクリートにひび割れや剥離等の劣化を引き起こす。
コンクリート対象物の安全性を確保するには、コンクリートの劣化が進行する前に、コンクリート対象物内の塩分濃度を調査し、今後の劣化を予想することが必要である。
この装置および方法は、コンクリート対象物中の塩分濃度を調べることに用いられるだけでなく、誘電体の対象物中の含有濃度によって電気伝導度を変化させる成分の含有情報の調査においても適用することができる。
具体的には、上記装置は、
対象物に電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を受信する、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備える測定部と、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出する反射率算出部と、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出する誘電率算出部と、を有する。
前記測定部は、前記複数の送信アンテナによる電磁波の送信と、前記複数の受信アンテナによる反射波の受信とを用いて、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得する。
前記反射率算出部が算出する前記複素反射率は、前記第1の反射信号の群から算出された、電磁波の波数により規定される反射率である。
具体的には、上記装置は、
対象物に電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を受信する、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備える測定部と、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出する反射率算出部と、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率を算出する誘電率算出部と、を有し、
前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナは一方向に列を成して並び、
前記測定部は、前記複数の送信アンテナの中の1つの送信アンテナから電磁波を送信して前記複数の受信アンテナで反射波を受信するように、時間をずらしながら前記複数の送信アンテナに電磁波を送信させることにより、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、
前記反射率算出部は、前記第1の反射信号の群を少なくとも2方向の波数で規定される第2の反射信号の群に変換し、この第2の反射信号の群の情報を用いて前記複素反射率を算出する。
前記反射率算出部は、前記第2の反射信号の群に対して、測定対象物表面からの高さに応じた位置補正を行う、ことが好ましい。
前記測定部は、前記複数の送信アンテナの放射面と前記複数の受信アンテナの受信面を、対象物表面を向けた状態で、前記一方向と直交し、かつ、対象物表面に沿った方向に移動しながら反射波を受信する、ことが好ましい。
具体的には、上記装置は、
誘電体の対象物に向けて電磁波を送信し、対象物で反射した電磁波の反射波を受信することにより、対象物中の誘電率を算出する誘電率の算出装置であって、
対象物に電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を受信する、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備える測定部と、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出する反射率算出部と、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率を算出する誘電率算出部と、を有する。
前記誘電率算出部は、対象物表面からの深さ方向の位置をzとしたとき、求めるべき前記複素誘電率の式をzの多項式の関数として定め、この関数を用いて平面波の電磁波が満たすべき方程式の解の条件を与えることにより、前記複素誘電率の深さ方向の情報を算出する。
具体的には、上記方法は、
対象物に複数の送信アンテナから電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を、複数の受信アンテナで受信するステップと、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出するステップと、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するステップと、を有する。
前記反射波を受信するステップでは、前記複数の送信アンテナによる電磁波の送信と、前記複数の受信アンテナによる反射波の受信とを用いて、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得する。
前記複素反射率は、前記第1の反射信号の群から算出された、電磁波の波数により規定される反射率である。
前記反射波を受信するとき、前記複数の送信アンテナの中の1つの送信アンテナから電磁波を送信して前記複数の受信アンテナで反射波を受信するように、時間をずらしながら前記複数の送信アンテナに電磁波を送信させることにより、前記複数の送信アンテナの位置と前記複数の受信アンテナの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、
前記複素反射率を算出するとき、前記第1の反射信号の群を少なくとも2方向の波数で規定される第2の反射信号の群に変換し、この第2の反射信号の群の情報を用いて前記複素反射率を算出する、ことが好ましい。
前記複素反射率を算出するとき、前記第2の反射信号の群に対して、測定対象物表面からの高さに応じた位置補正を行う、ことが好ましい。
前記反射波を受信するとき、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナを、対象物表面を向けた状態で、前記一方向と直交し、かつ、対象物表面に沿った方向に移動しながら反射波を受信する、ことが好ましい。
具体的には、上記方法は、
対象物に複数の送信アンテナから電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を、複数の受信アンテナで受信するステップと、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出するステップと、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するステップと、を有する。
このとき、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナは一方向に列を成して並び、前記電磁波の反射波を前記受信アンテナで受信するとき、前記複数の送信アンテナの中の1つの送信アンテナから電磁波を送信して前記複数の受信アンテナで反射波を受信するように、時間をずらしながら前記複数の送信アンテナに電磁波を送信させることにより、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、前記対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するとき、前記第1の反射信号の群を少なくとも2方向の波数で規定される第2の反射信号の群に変換し、この第2の反射信号の群の情報を用いて前記複素反射率の深さ方向の変化を算出する。
また、前記対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するとき、対象物表面からの深さ方向の位置をzとしたとき、求めるべき前記複素誘電率の式をzの多項式の関数として定め、この関数を用いて平面波の電磁波が満たすべき方程式の解の条件を与えることにより、前記複素誘電率の深さ方向の情報を算出する。
特に、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナは一方向に列を成して並び、複数の送信アンテナの位置と前記複数の受信アンテナの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、この第1の反射信号の群を少なくとも2方向の波数で規定される第2の反射信号の群に変換し、この第2の反射信号の群の中から、対象物表面に所定の角度で入射する平面波を作るように選択された波数を持つ情報を用いて複素反射率を算出するので、精度の高い値を得ることができる。
さらに、複素反射率は、測定対象物表面からの高さに応じた位置補正が行われるので、より精度の高い複素反射率の値を得ることができる。
図1は、本発明の誘電率算出装置の一実施形態である、レーダ装置10の構成を説明する概略構成図である。
レーダ装置10は、誘電体のコンクリート対象物(以下、単に対象物という)Tに電磁波を送信して反射波を受信することにより、対象物T中の誘電率を算出する装置である。レーダ装置10は、測定ユニット12と、演算ユニット14と、出力装置16とを有する。
測定ユニット12は、対象物Tに向けて電磁波を送信して得られる電磁波の反射波を受信する、複数の送信アンテナ18と複数の受信アンテナ20と、高周波スイッチ22,24と、RF回路26と、システムコントローラ28とを有する。
送信アンテナ18は、送信アンテナから10MHz〜数10GHzの電磁波を送信して、配置されている全ての受信アンテナ20で反射波を受信するように、時間をずらしながら複数の送信アンテナ18のそれぞれが電磁波を送信するように作動する。これにより、後述するように、各送信アンテナ18の位置と各受信アンテナ20の位置とで規定される第1の反射信号の群を取得する。
なお、測定ユニット12の送信アンテナ18と受信アンテナ20は、送信アンテナ18の放射面と受信アンテナ20の受信面を、対象物Tの表面を向けた状態で、送信アンテナ18と受信アンテナ20の配列方向と直交し、かつ、対象物Tの表面に沿った方向に移動しながら反射波を受信するように構成されている。
発振ユニット30は、10MHz〜数10GHzの高周波信号を発振する部分であり、カプラ32は、発振した高周波信号のパワーを2分して高周波信号を分割し、一方は、RFアンプ34に、他方は、ミキサ38に供給される。
RFアンプ34は、供給された高周波信号を増幅して、高周波スイッチ22に供給する。
RFアンプ36は、受信アンテナ20で受信して得られる受信信号を増幅する部分である。増幅のゲインは、受信アンテナ20の位置と電磁波を送信した送信アンテナ18の位置とに応じてゲインが設定される。すなわち、送信アンテナ18と受信アンテナ20との間の距離に応じてゲインを調整する。受信信号には、対象物Tの表面で反射した反射波の反射信号の他に、送信アンテナ18から直接受信アンテナ20に受信される直接信号も含まれ、この直接信号は、送信アンテナ18と受信アンテナ20との間の距離に応じて大きく変化する。このため、直接信号の強度がほぼ一定になるようにゲインを調整することにより、微弱な反射信号を適切な感度で計測することができる。
ミキサ38は、受信した反射信号と、カプラ32から供給された高周波信号とを混合する部分である。
誘電率算出部44は、算出された複素反射率から、受信する反射波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物Tの複素誘電率を算出する部分である。
反射率算出部42における複素反射率の算出、および誘電率算出部44における複素誘電率の算出については後述する。
評価部46は、複素誘電率を用いて対象物の塩分濃度を評価する部分である。
本実施形態では、評価部46を有し、塩分濃度を評価するが、本発明の装置では、必ずしも必要ではない。本発明の装置は、複素誘電率の値を出力装置16に出力して、対象物Tの誘電体としての特性を提供する装置であってもよい。
複素反射率は、平面波の電磁波を、対象物Tに照射し、そのときの平面波の反射波の強度から算出される。しかし、レーダ装置10で送信される電磁波は、平面波ではなく、送信アンテナ18の照射面からコーン状に広がる球面波の一部となっているので、受信される反射波は、対象物Tに向けて送信した電磁波に複素反射率を単純に乗算したものではない。このため、複素反射率を算出するには、平面波の電磁波が対象物Tで入射し、その一部は対象物Tに進入するとともに、他は対象物Tで反射して受信アンテナ20に反射波として受信されるように、得られた反射信号を再構成する処理を行うことにより、複素反射率は算出される。
リニアアレイアンテナの位置はz=0とし、対象物Tの表面の位置はz=hとする。
送信アンテナ18の位置をP1(x,y1,0)、受信アンテナ20の位置をP2(x,y2,0)とし、このときの受信アンテナ20における反射信号(第1の反射信号)をψ(x,y1,y2,z,t)(z=0)とする。このとき、位置x,y1,y2で規定される反射信号を下記式(1)に示すように、波数kx,ky1,ky2,k0で規定される反射信号に変換する。波数kx,ky1,ky2は、波数k0の波数成分である。具体的には、受信アンテナ20で得られた反射信号の群を用いて、式(1)に従ってフーリエ変換を行うことにより、ψk(kx,ky1,ky2,k0)(第2の反射信号)を算出する。位置P1(x,y1,0)から電磁波が送信され、位置をP2(x,y2,0)で受信するとき、10MHz〜数10GHzの電磁波は対象物Tの内部に進入してP(α,β,γ)の位置で反射する。したがって、レーダ装置10の測定では、波数ky1,ky2,は多数存在し、一意的に定めることはできない。一方、波数kxは、リニアアレイアンテナを用いるので、後述するように0とすることができる。
以上、式(2)による位置補正を行って、反射率算出部42は、対象物Tの表面における複素反射率を算出する。なお、複素反射率は、装置の回路特性等により理想的なものでないため、その値は、ある一定の係数を乗算して規格化することが好ましい。一定の係数として、例えば、完全反射体を用いて測定された複素反射率の値の逆数を用いる。
複素誘電率は、算出された複素反射率から、受信する反射波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて算出される。以降では、複素比誘電率εを算出することを説明する。複素誘電率は、複素比誘電率εに、一定値である真空誘電率ε0を乗算した値であるので、複素比誘電率を算出することは、複素誘電率を算出することと等価である。
電磁波は、下記式(4)に示すマクスウェルの式を満足する。その際、式(4)中の第2番目の式の右辺には、電気伝導率による項σE(σは電気伝導率)が加算されている。
式(4)から電場Eの式に書き表すことにより、下記式(5)に示すように、電場Eが満足すべき微分方程式が得られる。
これにより、zの0次の項については、下記式(14)の式を得ることができる。ここで、β1とkzは、下記式(15)、(16)に示すように、kyの式で表されている。ここで、複素比誘電率εのzの0次の項である実数部ε0R、虚数部ε0Iは、下記式(17)、(18)に示すように表される。
このようにして、複素誘電率の式(8)のように、zの多項式の関数として定め、この関数を用いて平面波の電磁波が満たすべき方程式の解の条件を与えることにより、複素誘電率の深さ方向の情報を算出する。具体的には、誘電率算出部44は、複素比誘電率εのzの0次の項および1次の項、さらには、z方向の電磁波の減衰率であるβ1,β2およびβ3を算出する。β1,β2およびβ3は、上記式(9)に示すように、対象物T中の電場Eのz方向の振幅を定める多項式の関数の各次数における係数である。
対象物T中の塩分濃度の評価は、評価部46において、算出された、複素比誘電率εのzの0次の項および1次の項、さらには、β1,β2およびβ3を用いて評価される。複素比誘電率εのzの0次、1次の項の虚数部の値が高いほど、塩分濃度は高いと評価される。複素比誘電率εのzの0次の項は、電磁波が対象物T中に進入した深さの範囲で平均的な複素誘電率の値を表し、この値は塩分濃度を反映した情報となっている。0次の項の虚数部の値が高い場合、塩分濃度は対象物T中で高い、と評価される。
複素比誘電率εのzの1次の項は、塩分濃度が対象物T中の深さ方向に依存して変化することを表し、1次の項の虚数部の値が高い程、塩分濃度は対象物T中の深さ方向に依存して変化している、と評価される。その際、減衰率であるβ1,β2およびβ3を参照することにより、対象物Tの深さ方向の電磁波の進入具合を同時に知ることができる。評価では、減衰率であるβ1,β2およびβ3を必ず用いて評価する必要はなく、複素比誘電率εのzの0次の項および1次の項の値を用いて評価すればよい。しかし、少なくともβ1を用いて、電磁波の対象物Tへの進入の程度を知ることが好ましい。
評価部46における評価結果は、ディスプレイやプリンタ等の出力装置16に出力される。
まず、図1に示すような一列に並んだリニアアレイアンテナの複数の送信アンテナ18の中の1つの送信アンテナから送信される電磁波が対象物Tで反射したときの反射波を複数のアンテナ20で受信する操作が、電磁波を送信する送信アンテナを順次換えながら行われる(ステップS10)。すなわち、受信アンテナ20が反射波を受信するとき、1つの送信アンテナから電磁波を送信して複数の受信アンテナ20が反射波を受信するように、時間をずらしながら複数の送信アンテナ18に電磁波を送信させる。
送信アンテナを順次変えながら行う上記操作は、リニアアレイアンテナを、送信アンテナ18および受信アンテナ20の配列方向に対して直交し、かつ、対象物Tの表面に沿った方向(図2中のX方向)に低速で移動しながら行われる。そのとき、複数の送信アンテナ18と複数の受信アンテナ20は、対象物Tの表面を向けた状態で、電磁波の送信と反射波の受信を行う。すなわち、リニアアレイアンテナは、対象物Tの表面を低速で移動しながら測定する。ここで、低速とは、電磁波の送信アンテナを変えながら行う上記操作の測定時間とリニアアレイアンテナの移動速度の乗算した結果が、送信アンテナ18の送信する電磁波の広がりに比べてきわめて小さいことを意味する。
上述したように、リニアアレイアンテナは、対象物Tの表面を図2に示すX方向に低速で移動しながら面を測定するので、取得される第1の反射信号ψ(x,y1,y2,0,t)も、測定された面の情報として得られる。
次に、送信アンテナ18、受信アンテナ20の対象物Tの表面からの高さ方向の位置に応じた第2の反射信号の補正が行われる(ステップS16)。具体的には、式(2)に従って位置補正が行われ、複素反射率rが算出される。ここで、X方向は、送信アンテナ18および受信アンテナ20の配列方向と直交する方向であり、しかも、リニアアレイアンテナをX方向に移動しながら測定するので、kx=0とすることができる。
こうして、位置補正を行うことにより、複素反射率rが算出される(ステップS18)。
また、算出される複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式が満たすべき条件に基づいて、対象物Tの複素誘電率を算出するので、従来のように、複素誘電率の定性的な結果ではなく、複素誘電率の内部を考慮した数値が得られる。
特に、複数の送信アンテナ18と複数の受信アンテナ20は一方向に列を成したリニアアレイアンテナを構成するので、複数の送信アンテナ18の位置と複数の受信アンテナ20の位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、この第1の反射信号の群を少なくとも2方向の波数で規定される第2の反射信号の群に変換し、この第2の反射信号の群の中から、対象物Tの表面に所定の角度で入射する平面波を作るように選択された波数を持つ情報を用いて複素反射率を算出するので、精度の高い値を得ることができる。
さらに、複素反射率は、対象物Tの表面からの高さに応じた位置補正が行われるので、より精度の高い複素反射率の値を得ることができる。
12 測定ユニット
14 演算ユニット
16 出力装置
18 送信アンテナ
20 受信アンテナ
22,24 高周波スイッチ
26 RF回路
28 システムコントローラ
30 発振ユニット
32 カプラ
34,36 RFアンプ
38 ミキサ
40 IFフィルタ・アンプ
42 反射率算出部
44 誘電率算出部
46 評価部
Claims (10)
- 誘電体の対象物に向けて電磁波を送信し、対象物で反射した電磁波の反射波を受信することにより、対象物中の誘電率を算出する誘電率の算出装置であって、
対象物に電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を受信する、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備える測定部と、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出する反射率算出部と、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出する誘電率算出部と、を有し、
前記測定部は、前記複数の送信アンテナによる電磁波の送信と、前記複数の受信アンテナによる反射波の受信とを用いて、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、
前記反射率算出部が算出する前記複素反射率は、前記第1の反射信号の群から算出された、電磁波の波数により規定される反射率である、ことを特徴とする誘電率算出装置。 - 誘電体の対象物に向けて電磁波を送信し、対象物で反射した電磁波の反射波を受信することにより、対象物中の誘電率を算出する誘電率の算出装置であって、
対象物に電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を受信する、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備える測定部と、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出する反射率算出部と、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率を算出する誘電率算出部と、を有し、
前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナは一方向に列を成して並び、
前記測定部は、前記複数の送信アンテナの中の1つの送信アンテナから電磁波を送信して前記複数の受信アンテナで反射波を受信するように、時間をずらしながら前記複数の送信アンテナに電磁波を送信させることにより、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、
前記反射率算出部は、前記第1の反射信号の群を少なくとも2方向の波数で規定される第2の反射信号の群に変換し、この第2の反射信号の群の情報を用いて前記複素反射率を算出する、ことを特徴とする誘電率算出装置。 - 前記複数の送信アンテナの位置および前記複数の受信アンテナの位置が、測定対象物表面からの同じ高さにあるように配置され、
前記反射率算出部は、前記第2の反射信号の群に対して、測定対象物表面からの高さに応じた位置補正を行う、請求項2に記載の誘電率算出装置。 - 前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナは、直線上に交互に配置され、あるいは、前記複数の送信アンテナの列と前記複数の受信アンテナの列とが隣接するように配置され、
前記測定部は、前記複数の送信アンテナの放射面と前記複数の受信アンテナの受信面を、対象物表面を向けた状態で、前記一方向と直交し、かつ、対象物表面に沿った方向に移動しながら反射波を受信する、請求項2または3に記載の誘電率算出装置。 - 前記誘電率算出部は、前記複素誘電率の他に、電磁波の対象物内での減衰率の値を算出する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の誘電率算出装置。
- 誘電体の対象物に向けて電磁波を送信し、対象物で反射した電磁波の反射波を受信することにより、対象物中の誘電率を算出する誘電率の算出装置であって、
対象物に電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を受信する、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを備える測定部と、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出する反射率算出部と、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率を算出する誘電率算出部と、を有し、
前記誘電率算出部は、対象物表面からの深さ方向の位置をzとしたとき、求めるべき前記複素誘電率の式をzの多項式の関数として定め、この関数を用いて平面波の電磁波が満たすべき方程式の解の条件を与えることにより、前記複素誘電率の深さ方向の情報を算出する、ことを特徴とする誘電率算出装置。 - さらに、前記複素誘電率を用いて対象物の塩分濃度を評価する評価部を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の誘電率算出装置。
- 誘電体の対象物に向けて電磁波を送信し対象物で反射した電磁波の反射波を受信することにより、対象物中の誘電率を算出する誘電率の算出方法であって、
対象物に複数の送信アンテナから電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を、複数の受信アンテナで受信するステップと、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出するステップと、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するステップと、を有し、
前記反射波を受信するステップでは、前記複数の送信アンテナによる電磁波の送信と、前記複数の受信アンテナによる反射波の受信とを用いて、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、
前記複素反射率は、前記第1の反射信号の群から算出された、電磁波の波数により規定される反射率である、ことを特徴とする誘電率算出方法。 - 誘電体の対象物に向けて電磁波を送信し対象物で反射した電磁波の反射波を受信することにより、対象物中の誘電率を算出する誘電率の算出方法であって、
対象物に複数の送信アンテナから電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を、複数の受信アンテナで受信するステップと、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出するステップと、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するステップと、を有し、
前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナは一方向に列を成して並び、
前記電磁波の反射波を前記受信アンテナで受信するとき、前記複数の送信アンテナの中の1つの送信アンテナから電磁波を送信して前記複数の受信アンテナで反射波を受信するように、時間をずらしながら前記複数の送信アンテナに電磁波を送信させることにより、前記複数の送信アンテナのそれぞれの位置と前記複数の受信アンテナのそれぞれの位置とで規定される第1の反射信号の群を取得し、
前記対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するとき、前記第1の反射信号の群を少なくとも2方向の波数で規定される第2の反射信号の群に変換し、この第2の反射信号の群の情報を用いて前記複素反射率の深さ方向の変化を算出する、ことを特徴とする誘電率算出方法。 - 誘電体の対象物に向けて電磁波を送信し対象物で反射した電磁波の反射波を受信することにより、対象物中の誘電率を算出する誘電率の算出方法であって、
対象物に複数の送信アンテナから電磁波を送信し、対象物で反射して得られる電磁波の反射波を、複数の受信アンテナで受信するステップと、
受信した反射波に基づいて、対象物表面に平面波の電磁波が入射したときの複素反射率を算出するステップと、
算出された前記複素反射率から、送信した電磁波の一部が対象物内へ入ることを想定した電磁波の伝播の式の満たすべき条件に基づいて、対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するステップと、を有し、
前記対象物の複素誘電率の深さ方向の変化を算出するとき、対象物表面からの深さ方向の位置をzとしたとき、求めるべき前記複素誘電率の式をzの多項式の関数として定め、この関数を用いて平面波の電磁波が満たすべき方程式の解の条件を与えることにより、前記複素誘電率の深さ方向の情報を算出する、ことを特徴とする誘電率算出方法。
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