JP7229452B2 - 到来波受信装置 - Google Patents
到来波受信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7229452B2 JP7229452B2 JP2019032898A JP2019032898A JP7229452B2 JP 7229452 B2 JP7229452 B2 JP 7229452B2 JP 2019032898 A JP2019032898 A JP 2019032898A JP 2019032898 A JP2019032898 A JP 2019032898A JP 7229452 B2 JP7229452 B2 JP 7229452B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- incoming wave
- scatterers
- incoming
- circle
- sensors
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
(1)構成
(1-1)到来波受信装置
図1は、この発明の一実施形態に係る到来波受信装置1の全体構成を示す図である。
到来波受信装置1は、到来波受信ユニット2と、データ処理ユニット3とを備えている。
到来波受信ユニット2は、広帯域の到来波IWを受信するためのユニットであり、円状に配置された複数の散乱体4によって到来波を散乱させる。このとき複数の散乱体4は、その内側にパターン生成領域6を形成する。パターン生成領域6は、上記複数の散乱体4により散乱された到来波IWを、定在波分布(散乱パターン)として支持盤7の平板7A,7B面に対して垂直方向に閉じ込める機能を有する。
次に、この発明の一実施形態に係る到来波受信装置1が備えるデータ処理ユニット3のデータ処理部3Bについてさらに説明する。
図3は、データ処理部3Bのハードウェア構成の一例を、信号処理部3Aとともに示したブロック図である。
データ処理部3Bは、受信した信号パターン(出力)をもとに到来波(入力)に関する逆問題を解く処理を行うもので、例えばサーバコンピュータまたはパーソナルコンピュータにより構成される。一実施形態では、逆問題の解法として機械学習を用いることにより、到来波の高精度な推定を可能にする。
図4は、データ処理部3Bのソフトウェア構成を、図3に示したハードウェア構成と関連付けて示したブロック図である。データ処理部3Bは、上記入出力インタフェース31と、制御ユニット30と、上記データメモリ32とを備えている。
次に、以上のように構成された到来波受信装置1の動作を、データ処理部3Bの動作を中心に説明する。
上述のように、到来波IWが到来波受信ユニット2に入射すると、散乱体4によって散乱され、散乱された到来波IWがパターン生成領域6において散乱パターンを生成する。パターン生成領域6内に配置された複数のセンサ5は、この散乱パターンを、各位置の平均電界強度として受信し、その平均電界強度に応じたアナログ信号を出力する。このアナログ信号を受け取った信号処理部3Aは、フィルタ処理や増幅処理などの所定の処理を行ったのち、ADC20によりアナログ信号をディジタル信号に変換してデータ処理部3Bへと出力する。
データ処理部3Bは、あらかじめ、上記のように信号処理部3Aから出力されたディジタル信号を、計測データ取得部301の制御の下、所定の時間間隔で計測データとして取得し、計測データ記憶部321に格納している。このとき、時間情報とともに、各センサを識別する情報も付与される。また、入力デバイス21を通じて入力された指示信号に応じて、計測データに対し、学習用データであるか推定用データであるかを識別する情報を付与するようにしてもよい。
図5は、図4に示したデータ処理部3Bによる、到来波の推定を行うための推定モデルを学習する処理の処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
図6は、図4に示したデータ処理部3Bによる、学習済みの推定モデルを用いて到来波の周波数および入射角について推定する処理の処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
(3-1)パターン生成領域
図7Aは、一実施形態に係る到来波受信装置1の動作の検証に用いられる解析モデルの外観を示す。図7Bは、その解析モデルに用いられるモデル変数を示す。
図10は、一実施形態に係る到来波受信装置1の動作の検証に用いられる解析モデルの平面図を示す。図10では、支持盤7上で16個の散乱体4が円周上に配置され、その内側に散乱パターンを生成するためのパターン生成領域6を形成している。パターン生成領域6内には、散乱体4の配列により形成される円よりも半径の小さい同心円上に、16個のセンサ5が配置されている。
次に、散乱体4に関する検証について説明する。
図12Aは、散乱体4と到来波IWとの関係性を示すために、一例として直線上に配列された散乱体4と波長スケールとを示す模式図である。
n ≒ d/a (1)
ここで、dは散乱体の周期、aは散乱体の間隔である。すなわち、散乱体の周期dと間隔aを適宜調整することで、実効的な屈折率nを制御することができる。
dc = 2・R・sin(θc/2) (2)
ac = dc-2r (3)
これを上記屈折率の式(1)に当てはめると、
nc ≒ dc / ac (4)
屈折率nを適切な値に設定することで、散乱パターンのコントラスト向上と信号強度の両立が期待できる。なお、散乱体の周期dは、対象とする到来波の波長帯の中で最も短い波長よりも小さいことが好ましい。
次に、センサ5に関する検証について説明する。
図15Aは、到来波受信ユニット2における散乱体4の配置に対するセンサ5の配置の第1の例を示す。図15Aでは、例えば図1に示したように、センサ5は、散乱体4が配置される円(第1の円)41よりも半径の小さい同心円(第2の円)51の円周上であって、各散乱体4と円41の中心Cとを結ぶ線分と、同心円51との交点上に配置される。上述したように、このようなセンサ5の配置を用いることで、良好な推定結果が得られることがわかった。
以上詳述したように、この発明の一実施形態では、到来波IWを受信する到来波受信装置1にあって、支持盤7に円状または円弧状に等間隔に配置された、到来波IWを散乱させる機能を有する複数の散乱体4と、複数の散乱体4により形成される第1の円41または円弧の内側に配置された、上記散乱体4によって散乱された到来波を受信し、受信した到来波に応じた電気信号を出力する複数のセンサ5とを具備するようにしている。これにより、到来波受信装置1によって、通信周波数などの特定の周波数に限定することなく、また、走査型スキャンの手間なしに、簡便に、広帯域の到来波IWを受信し、その周波数fおよび入射角(到来方向)θを推定することが可能になる。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。
Claims (7)
- 到来波を受信する到来波受信装置であって、
支持盤に、対象とする到来波の波長帯の中で波長が最も短いものに対してサブ波長間隔で円状または円弧状に等間隔に配置された、到来波を散乱させる機能を有する複数の散乱体と、
前記複数の散乱体により形成される第1の円または円弧の内側に配置された、前記散乱体によって散乱された到来波を受信し、受信された到来波に応じた電気信号を出力する複数のセンサと、
前記複数のセンサの各々の位置情報と、前記複数のセンサの各々から出力される前記受信された到来波に応じた電気信号とに基づいて、学習済みの推定モデルを用いて、前記複数の散乱体によって散乱される前の到来波の周波数および入射角を推定する、データ処理部と
を具備する、到来波受信装置。 - 前記散乱体によって散乱された前記到来波が前記支持盤に対して垂直方向に伝搬するのを制限する、導波路形成部材をさらに具備する、請求項1に記載の到来波受信装置。
- 前記複数のセンサは、前記第1の円または円弧と同心でかつ前記第1の円または円弧よりも半径の小さい第2の円または円弧に沿って配置される、請求項1に記載の到来波受信装置。
- 前記複数のセンサは、前記第2の円または円弧の円周上で、非等間隔に配置される、請求項3に記載の到来波受信装置。
- 前記複数のセンサは、前記第1の円または円弧の中心と前記複数の散乱体の各々の中心とを結ぶ線分上に配置される、請求項1に記載の到来波受信装置。
- 前記複数のセンサは、前記第1の円または円弧の中心と前記複数の散乱体の各々の中心とを結ぶ線分上で、前記第1の円または円弧の中心からそれぞれ異なる距離のところに配置される、請求項5に記載の到来波受信装置。
- 前記複数の散乱体の各々は、円柱状または正多角柱状をなす導体または誘電体からなる、請求項1に記載の到来波受信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019032898A JP7229452B2 (ja) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 到来波受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019032898A JP7229452B2 (ja) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 到来波受信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020134496A JP2020134496A (ja) | 2020-08-31 |
JP7229452B2 true JP7229452B2 (ja) | 2023-02-28 |
Family
ID=72263056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019032898A Active JP7229452B2 (ja) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 到来波受信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7229452B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150155625A1 (en) | 2013-11-29 | 2015-06-04 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Small switchable directional control antenna |
JP2018032968A (ja) | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 平面アンテナ |
JP2020012720A (ja) | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 日本電信電話株式会社 | 電磁波情報可視化装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63100387A (ja) * | 1985-10-11 | 1988-05-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 電波方向探知用アンテナ |
JP3294648B2 (ja) * | 1992-12-18 | 2002-06-24 | 株式会社日立国際電気 | 平面アレ−アンテナ |
JP3671559B2 (ja) * | 1996-11-22 | 2005-07-13 | 三菱電機株式会社 | モノパルスアンテナ装置 |
-
2019
- 2019-02-26 JP JP2019032898A patent/JP7229452B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150155625A1 (en) | 2013-11-29 | 2015-06-04 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Small switchable directional control antenna |
JP2018032968A (ja) | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 国立大学法人東京工業大学 | 平面アンテナ |
JP2020012720A (ja) | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 日本電信電話株式会社 | 電磁波情報可視化装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
伊丹豪,サブ波長導体周期構造における散乱パターンの解析による電磁波到来方向推定手法の提案,電子情報通信学会技術研究報告,日本,2018年07月,vol.118,no.162,7-11 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020134496A (ja) | 2020-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chai et al. | Application of UHF sensors in power system equipment for partial discharge detection: A review | |
Albarracín et al. | On the use of monopole antennas for determining the effect of the enclosure of a power transformer tank in partial discharges electromagnetic propagation | |
Akhter et al. | Hemisphere lens-loaded Vivaldi antenna for time domain microwave imaging of concealed objects | |
de Miguel‐Bilbao et al. | Assessment of human body influence on exposure measurements of electric field in indoor enclosures | |
Zhou et al. | Deformation sensing and electrical compensation of smart skin antenna structure with optimal fiber Bragg grating strain sensor placements | |
Wan et al. | Separating strain sensor based on dual-resonant circular patch antenna with chipless RFID tag | |
Karaaslan et al. | Low profile antenna radiation enhancement with novel electromagnetic band gap structures | |
Alhaj Abbas et al. | Wide-angle RCS enhanced tag based on dielectric resonator–lens combination | |
da Silva et al. | Equivalent circuit model for analysis of frequency selective surfaces with ring and double concentric ring apertures | |
Bolli et al. | Impact of mutual coupling between SKALA4. 1 antennas to the spectral smoothness response | |
US20190179000A1 (en) | Using phased arrays of waveguide couplers in waveguide cavities to detect loading | |
Guan et al. | Narrow-band frequency selective fabrics: simulation and experiment results | |
JP7229452B2 (ja) | 到来波受信装置 | |
JP6148786B2 (ja) | 電磁波検出装置 | |
Wei et al. | A design of vertical polarized conformal antenna and its array based on UAV structure | |
Bilgin et al. | Comparative assessment of electromagnetic simulation tools for use in microstrip antenna design: Experimental demonstrations | |
da Silva et al. | Performance of microstrip patch antenna due EBG/PBG arrangements insertion | |
Abbak et al. | Wideband compact dipole antenna for microwave imaging applications | |
Ahdi Rezaeieh et al. | Pleural effusion detection system using wideband slot‐loaded loop antenna | |
Kaur et al. | Array configured chipless RFID tag with enhanced read range | |
Zhu et al. | Optimisation of antenna array allocation for partial discharge localisation in air‐insulated substation | |
Rammal et al. | Far‐Field Reconstruction from Transient Near‐Field Measurement Using Cylindrical Modal Development | |
Tang et al. | An ultra-wideband frequency selective surface with high stability for electromagnetic stealth | |
JP6893654B2 (ja) | 電磁波情報可視化装置 | |
Liao et al. | Partial Discharge Wideband Full-Band High-Gain Resonant Cavity UHF Sensor Research |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20190304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20190304 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210527 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20220121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220405 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220606 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221011 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230110 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20230111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20230113 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7229452 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |