JPH05508232A - マイクロ波カメラ - Google Patents

マイクロ波カメラ

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 マイクロ波カメラ 発明の背景 本発明は、カメラ、特にマイクロ波カメラに関する。
種々の設計のマイクロ波レーダアンテナから放射されるレーダビームは、放射中 のビームの周波数にわずかな変化を与える二とにより、効果的に操作できること は周知の事実である。
大抵の物体からの周波数の小区間にわたるマイクロ波放射は、一般に、周波数区 間、温度および放射率を用いて PΔf=にεTΔf ワット・センチメートル−2・ステラジアン−1で近似できる。
ここで、Kは定数、εは黒体放射に対する相対的な放射率、Tは絶対温度°K、 Δfはヘルツで表わした周波数区間、モしてPΔfは放射電力である。
このように、与えられたΔfに対する放射電力は、その物体のεTに比例し、一 般には周波数の関数ではない、物体自身からの放射に加えて、大抵の物体はある 程度周囲からのマイクロ波放射を反射する。また、透明なある物体は、そ武の背 後の物体からのエネルギーを透過させる。
放射測定温度の概念は、マイクロ波の系を考える際に有用である。ある物体の放 射測定温度は、その物体からの放射と同じ放射を与える完全黒体の温度計温度に 等しいものとして定義される。放射測定温度の便利な表現は T=εT1+γT2+τT3 であり、上式でT1=1体物温度計温度、°K、T2 =その放射が上記物体自 身により反射されるものである、ある物 体の放射測定温度、°K、 T3 =その放射が上記物体自身を透過するものである、ある物体の放 射測定温度、°K、 γ=反射率、および τ=透過率 である。
平衡状態では、ε=(1−γ−τ)であり、したがって、 T= (1−γ −τ)Tt +γ T2 +τ T3となる。
水ではεは1に近く、金属物体ではγは1に近い。
また多くの自然の物体ではτは1に近い、大抵の物体では、ε、τおよびγは、 マイクロ波放射スペクトルの大力の範囲で、マイクロ波放射の周波数と共にゆる やかに変化する。多(の戸外の場所では、T1は約300°にの範囲にあり、空 の温度を代表するT2は数置K(おそら<10’K)の範囲にあるだろう、だか ら、不透明な反射のない背景面上に取付けられた、空を反射する。γが約10の アルミ箔からなる戸外のになるだろう、上式で、T9=背景面の温度TA =ア ルミ箔の温度 である。
だから、反射のない背景面から出るマイクロ波放射は、空を反射するアルミ箔か ら出る放射の約30倍そこそこの大きさになる筈である。
マイクロ波用のスペクトル分析システムはよく知られており、商品として入手で きる。音響波がブラッグセル中で発生し、これがレーザビームを偏向させること ができる回折パターンを作ることが知られている。
発明の要旨 本発明は、カメラの視野内の物体からのマイクロ波放射が、ビーム方向を持ちこ れがビームの周波数の関数であるようなアンテナにより集められるカメラシステ ムを提供する。集められた放射は解析され、その結果視野内の物体の像が作り出 される。この発明の簡単な一実施態様では、1次元の像が作られる。この1次元 の像は、カメラシステムを回転させるかまたはカメラを動く台上に取付けること により、2次元の像に変換することができる。この発明の好ましい実施態様では 、アンテナで集められたマイクロ波放射は電子的音響信号に変換され、この信号 がテレビカメラ上にフォーカスされるレーザビームを回折させるための回折パタ ーンをブラッグセル内に作り出し、その結果、視野の1次元像が作られる。アン テナは、2次元像を作り出すために走査することができる。別の好ましい実施態 様では、アンテナのアレイとマルチチャンネルのブラッグセルが使用され、それ により、2次元の実時間像が作られる。カメラは、マイクロ波に対しては透明だ が、可視光に対しては、不透明な木材の壁のような媒体を通して物体の像を作る ことができる。
図面の簡単な説明 図IAおよび図IBは、本発明の好ましい実施態様の2つの図である。
図2Aおよび図2Bは、マイクロ波導波管アンテナの2つの図である。
図3は、本発明の好ましい実施態様のブロック図である。
図4は、図2Aおよび図2Bに示すアンテナのビーム角度とマイクロ波周波数と め関係を示す図である。
図5は、実験用目標物の写真の複製である。
図6は、図5の写真に示された目標物のマイクロ波像である。
図7Aは1本発明の好ましい実施態様で用いられるブラッグセルの周波数帯域幅 の指示とともに、ビーム角度と周波数の関係を示すグラフである。
図7Bは、上述のブラッグセルの音響周波数の関数としてのレーザビーム偏向角 度の関係を示すグラフである。
図8は、図7Aと図7Bの結果を総合したグラフで。
ブロードサイドより下のビーム角度とレーザ回折角との間の関係を示す。
図9は、本発明の実施態様を実地で示す試験の幾つかの結果を示す。
図10は、実時間2次元マイクロ波像を作り出すための本発明の実施態様の図で ある。
図11は、図6に示す像を作り出すための試験配置図である。
図12は、図11に図示する試験の一つに対するビーム角度の関数としての集め られたマイクロ波放射の振幅を定性的に示す。
図13A、図13Bおよび図13cは、どのようにして2次元の像が図10に示 す実施態様を用いて形成されるかを定性的に例証する。
好ましい実施態様の詳細な説明 本発明は、図を参照して記述できる。
この明細書および添付の請求事項では、“マイクロ波放射”の用語は、約109 ヘルツから約1012ヘルツまでの周波数範囲の電磁波放射を含むものとする。
プロトタイプ プロトタイプの実演用装置を図IA、図IB、図2A、図2Bおよび図3に示す 、長さ1メートルのマイクロ波アンテナ2は、パラボラ反射器4の焦点に据えつ けられ、そしてこの反射器は、その焦点の回りに回転可能な台5の上に据えつけ られる。パラボラ反射器4は、マイクロ波アンテナ2の水平面の視野を約1度に 制限する。アンテナ2の而(側面6)内の切込みはマイクロ波放射を集めるため の112個のスロットである。これらのスロットの間隔は、アンテナが約17な いし21ギガヘルツの範囲のマイクロ波放射を検出できるように選ばれている。
スロットを表1に記述する。
表 1 スロット番号 θ、 31−40 8.4度 4.1−50 9.5度 51−60 10.5度 61−70 11度 71−80 11度 81−90 11.5度 91−100 11.5度 101−106 12度 106−112 13度 図3は、本発明の好ましい実施態様の構成に使用される装置を詳細に示すブロッ ク図である。用いられている導波管アンテナはWR5]型導波管で構成され、カ リフォルニア州、サンディエゴのヴアンティジコーボレーション製である。アン テナからの出力は同軸アダプタ22に行き、このアダプタは同軸ケーブルにより 、MITEQコーポレーション製で17ないし21ギガヘルツの範囲の周波数で 15デシベルの利得を提供する低雑音増幅器8に接続される。増幅器8からの出 力はミキサー24に行き、そこで可変周波数発生器26の出力と混合される0周 波数発生器26は、計算機30で調整されるディジタル/アナログ変換器28に より制御される。計算機30は、周波数発生器26が13ギガヘルツから17ギ ガヘルツまで変化する周波数を発生するようにプログラムされる。ミキサー24 の出力は、約4ギガヘルツの信号だけを通過させるように設計されたバンドパス フィルタ32(トライリシックコーポレーション製)に行く、(通過する周波数 は3.75ギガヘルツと4.25ギガヘルツの間にある。) このようにして5周波数発生器26が15ギガヘルツを発生し、そしてこの周波 数が、19±0.25ギガヘルツの放射により作り出されたアンテナ2からの信 号と混合される時、4±0.25ギガヘルツの差周波数の信号が発生し、この信 号はバンドパスフィルタ32を通過するだろう、したがって、15ギガヘルツの ミキサー人力信号を用いて、バンドパスフィルタ32を通過する信号は、アンテ ナ2により検出されるl9士0.25ギガヘルツ放射に対応する。この4±0゜ 25ギガヘルツの信号は1図3に示すような適当な電子回路により再び混合、変 換され、バンドパスフィルタ32を通過する4±0.25ギガヘルツ信号に対応 する1、2±0.25ギガヘルツ信号を作り出す、この1.2±0.25ギガヘ ルツ信号は図3に示すような適当な回路で増幅され、この増幅された信号は音響 /光変調器(ブラッグセル)34を駆動する。このプロトタイプで使用されるブ ラッグセルは、メリーランド州、ポルティモアのブリムローズコーポレーション が供給するリン化ガリウムセルである。このセルは、1.2ギガヘルツの中心周 波数と500メガヘルツの周波数帯域幅を持つ、(すなわち、1.2±0.25 ギガヘルツの動作周波数範囲、)ブラッグ角は700ナノメートルに対して3. 8度であり、0,8ワツトにおける偏向効率は60%である。この1.2±0゜ 25ギガヘルツの信号は、レーザ12からでるレーザビーム10を回折させる干 渉パターンをブラッグセル内に作りあげる。ビデオカメラ18のビクセルアレイ は、(700ナノメートルの)レーザビーム10の回折された部分を検出するよ うに適当に配置される。(ビームの回折されない部分は通過し、ビクセルアレイ を照射しない、) したがって、マイクロ波放射源がアンテナ2によす検出され、そしてその信号が L述のバンドパスフィルタを通過する時、レーザ12からのレーザ光はビデオカ メラ18により検出され、検出される光の強度は、検出されそしてフィルタ32 を通過するマイクロ波放射の強度に一般に比例するとろう、バンドパスフィルタ 32を通過するマイクロ波放射が無い時、ブラッグセル34はfgされず、レー ザ12からのレーザビーム10は回折されずにブラッグセル34を真直に通過し 、そしてビデオカメラ18により検出されない。
垂直操作 アンテナ2のスロット間の間隔は0.344インチ(0,874センチメートル )である、この間隔は、アンテナ2内の20.7ギガヘルツのマイクロ波放射の 2分の1波長に相当する。アンテナ内の波長は次の公式で与えられる: ここで、λ9はアンテナ内の波長、λは20.7ギガヘルツのマイクロ波放射の 自由空間波長(0,5693インチ)、λ。はこのアンテナの遮断周波数(1゜ 01833インチ)であり、そしてεは空気の誘電定数(1,00064)であ る。
したがって、真正面からスロットに入る20.7ギガヘルツのマイクロ波放射は 、アンテナ内にマイクロ波定在波信号を生成し、これが同軸アダプタ22を通過 してアンテナ外に送り出されるような仕方で積極的に干渉し合うだろう、真正面 からではなく、小さな角度からスロットに入る20.7ギガヘルツのマイクロ波 放射は導波管アンテナの中で積極的に干渉し合うことはないだろう、しかしなが ら、真正面からではない種々の角度で、僅かに異なる周波数相互間の干渉はある だろう0図IA、図IB、図2Aおよび図2Bに示すアンテナに対し、積極的な 干渉を生じさせるビーム角度と周波数の間の関係が図4に示されている。
上述のように、20.7ギガヘルツの範囲の真正面からの強度を測定するために 、アンテナからの信号は約16.7ギガヘルツのミキサー人力信号と混合され、 それによって約4ギガヘルツの差周波数の信号が作られ、この信号は約4±0. 25ギガヘルツの周波数範囲外のすべての周波数を遮断するフィルタ32により 濾波される。フィルタ32を通過する信号は増幅され、再び混合、変換されて1 .2±0.25ギガヘルツ信号となる。この1.2±0.25ギガヘルツ信号は 増幅され、この増幅された信号はブラッグセル34を駆動する。このようにして 、周波数発生器26が約16゜7ギガヘルツを発生している時、ブラッグセル3 4内で変調を起こしているマイクロ波エネルギーは約20゜7ギガヘルツの範囲 のマイクロ波エネルギーである。
アンテナ4は、マイクロ波エネルギーがアンテナ正面に(すなわち、図4に示す ようにほぼ0度で[水平に])入る時だけ、20.7ギガヘルツのマイクロ波エ ネルギーを集めるだろう。
例えば、20.7ギガヘルツのマイクロ波放射源が、真正面から言わば10.8 度下に配置されると仮定した場合、放射源からの放射はアンテナ内で積極的に干 渉しないだろうし、アンテナはその信号を検出しないだろう、しかしながら、も しも18ギガヘルツ帯のマイクロ波源が水平よりも10.81度下に配置されら たなら、そのマイクロ波源からの放射は導波管内で積極的に干渉するだろうし、 この放射に相当する信号はその導波管アンテナにより検出され、導波管アンテナ 外に送り出されるだろう。
この信号がブラッグセル34を変調するために、14ギガヘルツの混合用信号が 周波数発生器26により供給され、その結果、約4±0.25ギガヘルツの範囲 の差周波数の信号を作り出し、この信号がバンドパスフィルタ32を通過し、増 幅され、そしてブラッグセル34を変調する。このようにして、ブラッグセル3 2は、水平面下約10.81度のところに配置された約18ギガヘルツのマイク ロ波放射により変調される、同様に、17ギガヘルツと21ギガヘルツとの間の マイクロ波周波数も、もしこれらの信号が図4に示すように、垂直軸上の適当な 高さから発生しているならば、13ギガヘルツから17ギガヘルツまでの混合用 周波数を提供することにより、ブラッグセル34を変調させ得る。
この装置のマイクロ波カメラとしての働きは、興味の対象となる物体は、それの 部層となる表面積にわたり、17ギガヘルツから21ギガヘルツまでの周波数範 囲において、周波数の関数として多少とも一様にマイクロ波放射を発生するとい う仮定に基づいている。
だからアンテナは、発生器26で発生する13ギガヘルツと17ギガヘルツの間 の混合用周波数を変えるだけで、−16,09度と+1度の間の垂直方向を“の ぞき見る°ことができる。
フィルタ32の通過帯域は上述のように4±0.25ギガヘルツである。この± 0.25ギガヘルツの範囲は、約2度の垂直角度に相当する。我々のプロトタイ プの実演用の実施態様では、我々は13ギガヘルツから17ギガヘルツの間で、 等間隔の8つの周波数を発生するように周波数発生器コントロールを設計した。
このことは我々の垂直視野は、−16度と+1度の間を2.125度区切りで8 つに分けて描写されることを意味する。
パラボラ鏡4は水平視野を1度に制限した。したがって我々の瞬時の視野は約1 度の広さであった。我々は、鏡4を焦点の心棒の回りに回転させることにより、 水平方向に走査できた1図5に示す目標物のマイクロ波写真をとるための我々の 実演用に、我々は30度の全水平視野に対して、1度ごとの30の等間隔水平セ ツティングを用意した。こうして我々は全部で30度の水平視野と17度の垂直 視野を作り出すことができた。我々の目標物領域のテレビ画像を作るために、我 々は各水平セツティングに対して垂直に走査し、そしてその出力を計算機ディス プレイ44の上に逐次表示した。それから我々は他の垂直表示を得るために、次 の水平セツティングに移行したが、このような手順はモニタ44のスクリーンを 目標物領域の17度X30度の画像で覆うまで続けられた。この手順を用いて我 々は図5の複製写真に示された光景の像を図6に示すように作り出した0図5の 文字TEは、合板上に張り付けられた1フィート幅のアルミ箔の切れで作られ、 そして合板は、アルミ箔が低温の空を反射するように傾けられた。このTEは図 6の暗い斑点として現われている。アルミニウムから出るマイクロ波放射は、ア ルミ箔はマイクロ波放射には不透明であり、またアルミ箔は低温の空からのマイ クロ波放射を反射させるので、非常に低いレベルである、合板からのマイクロ波 放射は、それ自身からの放射はより高レベルであり、また合板はこれの背後の風 景からのマイクロ波放射に対して十分透明であるので、高レベルである。その後 の実演では、我々はボードを回転させ合板のボードを通してTEのマイクロ波写 真をとった。
音響−光1次元作像 図IA、図IB、図2Aおよび図2Bに示される配列は1次元の音響−光作像に 使用できる。
図IA、図IB、図2Aおよび図2Bに示されるアンテナ系には、図7Aに示さ れるビーム方向対周波数の関係がある1図IBに画かれ、また前に述べたプリム ローズコーポレーション製のリン化ガリウムのブラッグセル34は、図7Bに示 すようなレーザビーム回折角対ブラッグセル周波数の関係を持っている。したが って、14ギガヘルツの周波数がVCO(電圧制御発振器)26から出力されて アンテナ出力と混合され、バンドパスフィルタ32で濾波され、次にCバンドの 低雑音ダウンコンバータ36により1.2ギガヘルツにダウンコンバートされ、 そしてこの信号がブラッグセル34に供給されるとき、レーザ12からのレーザ ービーム10の方向は、図7に示すように、アンテナ正面の下方、約9度と11 度の間の垂直視野内に配置された放射源からのマイクロ波放射によって回折させ られるだろう、11度の位置に配置される点状(または水平線状)の広帯域マイ クロ波源は、レーザビーム10を約5.5度回折させる筈の回折パターンをブラ ッグセル34内に作らせるだろう、また、9度の位置に配置される点状(または 水平線状)の広帯域マイクロ波源は、レーザビームを約8.2度回折させるよう な別のパターンを形成させるだろう。
両方の(実際には多数の)回折パターンが同時にブラッグセル内に存在し得る。
それで、一方は9度、そして他方は11度の位置にある2つのマイクロ波放射源 は、レーザビーム10の5.5度および8.2度の回折に対応する、モニタ44 上の2本の水平線として現われるだろう、このシステムは、このようにして、2 点(または直線)からなるマイクロ波シーンの実時間1次元像を作り出す0図8 は図7Aと図7Bの情報を組合せたものである。この原理を証明する実演の結果 は図9に示されている0図9の下の部分は、アンテナ2から約50フイートのと ころに配置された7つの目標物を示す、目標物は、合板の背景上に水平に置いた lフィート幅のアルミ箔の切れからなる。目標物は、空が箔からアンテナへ反射 されるように傾けである。
アルミ箔の切れの位置は、下、中、上である。その配列は左から右へ(1)下、 (2)下と中、(3)下。
中と上、(4)中と上、(5)上、(6)上と下そして(7)下である。これら の7個の目標物の中央部の1次元実時間像は図9の上部に各目標物の直ぐ上に示 されている。アルミ箔の切れは白い背景上の暗く濃い切れのように見える。この ようにしてプロトタイプは、水平方向は約1度、垂直方向は約2度の視野の1次 元実時間像を作り出す、2次元の本質的には実時間像は、アンテナを回転させる か、または移動体上のアンテナをモニタし、そして連続的な垂直像をモニタ上に ならべてディスプレイすることにより提供できる0例えば、もしアンテナが毎秒 1度の角速度で回転し、新しい像が毎秒、モニタの4インチ×1インチの隣接し た部分にディスプレイされ、また蓄積されるならば、10秒間の終りには、我々 は垂直方向は2度、水平方向は10度の視野の4インチxlOインチの像を得る だろう。
その他の実施態様 図11に示すように、周波数を走査できるビームを供給する任意のマイクロ波ア ンテナ系50がこの発明の実施に利用できる。また、アンテナ50で受信されて いる放射のスペクトルの分析が可能な多くの入手できるスペクトル分析器54の どれもが使用できる。入手可能な、周波数走査のできるアンテナ型式は次のもの を含む: ・スロットのある導波管アンテナ ・タップ付きのヘリカル伝送線路 ・タップ付きの誘電体棒伝送線路 ・伝送窓 ・反射窓 ・分散性プリズム ・タップ付き平行板伝送線路 ・タップ付き誘電体スロット伝送線路 ・タップ付きストリップ線路 ・タップ付きマイクロストリップ線路 図11に示す配置では、アンテナ50(これは上記のどのアンテナでもよいのだ が)は、この例では合板の背景の上に張り付けられたアルミ箔のTEの文字で作 られた目標物52からのマイクロ波を集める。その目標物は、TEの文字が低温 の空を反射するように後ろに傾けられている。アンテナからの出力はスペクトル 分析器54で分析される9分析器54の出力は計算機56にかけられ1作り出さ れた像はモニタ58上にディスプレイされる。この場合1画像は目標物52中の 文字Eの一部分の瞬時的の垂直視野を示している。
単一の垂直片のスペクトル分析結果は図12に画かれている0図12に示すよう 秤、目標物のアルミ部分からの放射は合板からの放射よりもかなり低(,3つの 負のブリップとして現れている1図11に示すように、計算機56は負のブリッ プと検出されている周波数とを関係づけ、またモニタ58上適当な垂直および水 平方向の出力をプロットする。一般に1次元の像は、スペクトル分析の振幅に応 じて輝度が変わるスポットをモニタ58上に作ることにより画くことができ、そ してそのようなスポットの垂直位置は周波数で決まる。
水平位置はアンテンビームの方向に基づいて決まる。
スポットは、強度を実証するために、輝度ではなく5種々の色で作ることもでき る。アンテナを回転することにより、目標物の残りの部分は走査でき、モニタ5 8上にプロットできる。走査は、アンテナ50を作像区域と平行に動かすか、ま たは目標物52をアンテナ5oの狭い垂直ビームを横切って動かすことにより実 行することもできる。
実時間アレイカメラ 実時間の2次元像を提供する本発明の実施態様が図10に示されている。この実 施態様ではアンテナのアレイ32が利用される。これらのアンテナの各々からの 信号は、単一のアンテナ系について上述のように処理される。そしてそれらの信 号は、例えばメリーランド州、ポルティモアのプリムローズ社の32チヤンネル  M GPD−80−50型リン化ガリウムセルのような、マルチチャンネル( すなわち32チヤンネル)ブラッグセルに供給される。
垂直の空間分解能は、音響−光1次元作像の項目で前述したようにして作り出さ れる。水平の空間分解能は図13A、図13Bおよび図13Gで定性的に説明し たようにして得られる。
マイクロ波源Sは、10メートル幅のアンテナアレイ6oの視野の右側から、そ してこれに沿って100メートルの位置に置かれている。源Sからの放射は。
これがアレイ60の左側に到達するには、右側と比較してさらに0.5メートル だけ進まなければならない。
このことは、源Sからの波頭は、これはアレイの右側に到着してから約0.17 X10−8秒後にアンテナアレイの左側に到着することを意味する。
この0.17XIO−8秒の遅れの結果、ブラッグセル中で1.2X109サイ クル毎秒の音響波の位相シフト、すなわち、セル開口部の左側と右側の間で約2 波長のずれが生じる。最終結果としては、ブラッグセル内の回折面は図13Aに 示すように傾き、それでレーザビームlOは源Sの位置に対応して図13Aに示 すように右に回折されることになる。もし源Sがアレイの視野の左側に再配置さ れたなら、ブラッグセル62の回折面は図13Bに示すように逆になり、レーザ ビームlOをアレイ16の左にシフトさせ、そして源を視野の中央に配置すれば 、レーザビームは図13Cに示すように、アレイ16の中央に来る筈である。上 述のように、非常に多くの回折パターンがセル62内に同時に存在することがで き、それで複雑な像が図10のモニタとに指示されるように形成できる。
結論 上記の記述の多くの仕様を含んでいるが、読者はこれらをこの発明の範囲につい ての制限と解釈すべきではなく、単にこの発明の好ましい実施態様の適例と解釈 すべきである。したがって読者はこの発明の範囲を添付の請求事項とそれらの法 的同等物により決定し、上記の例により決定しないようにして欲しい。
第1A図 第1B図 FIG、 5 8G、6 第7A図 0.6 0.8 +、0 1.2 1.4 1.6 1.7ブラツグセル周波数 第7B図 レーザ偏向角渡) 第8図 m 索 第11図 第12図 日G、13A 要約 視野にある物体からのマイクロ波放射が、ビーム方向を持ち、この方向がビーム 周波数の関数であるアンテナ(2)により集められるカメラシステムである。
集められた放射は、視野にある物体の像を作り出すために分析される。この発明 の簡単な実施態様では、1次元の像が作られる。この1次元像は、カメラ系(2 )を回転させるか、またはカメラ(2)を移動する台上に据え付けることにより 2次元像に変換できる。この発明の好ましい実施態様では、アンテナ(2)によ り集められたマイクロ波放射は電子的音響信号に変換され、この信号が、視野の 1次元像を作るためのテレビジ五ンカメラ(30)上にフォーカスされるレーザ ビームを回折させるための回折パターンをブラッグセル(34)内に提供する。
アンテナ(2)は、2次元像を作り出すために走査できる。他の好ましい実施態 様では、アンテナアレイ(32)およびマルチチャンネルのブラッグセル(8) は2次元の実時間像を作り出すために使用される。カメラは、マイクロ波に対し ては透明だが、可視光に対しては不透明な木材の壁のような媒質を通して物体の 像を作ることができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.視野内の物体の作像のための (a)マイクロ波放射を集めるための周波数に依存するビーム方向を持つアンテ ナ装置と、(b)前記集められた放射の少なくとも一部分のスペクトル分析を行 うためのスペクトル分析装置と、(c)前記物体の像を前記分析に基づいて作成 するための作像装置とから成るマイクロ波カメラシステム。 2.システムにおいて、前記スペクトル分析装置により作成された分析結果が、 前記マイクロ波放射の周波数の開数としての、前記集められたマイクロ波放射の 一部分の振幅を代表する信号である、請求項1記載のシステム。 3.システムにおいて、前記作像装置は計算装置とモニタ装置を含み、作像装置 においては、前記計算装置が、前記周波数に基づく場所の前記振幅に基づくスポ ットを前記モニタ上に作り出すことにより、像が記記モニタ装置上に作られるよ うに働く、請求項2記載のシステム。 4.前記スポットが種々の輝度を持つ、請求項3記載のシステム。 5.前記スポットが種々の色を持つ、請求項3記載のシステム。 6.前記スペクトル分析装置がブラッグセルとレーザを含む、請求項1記載のシ ステム。 7.前記作像システムがテレビジョンカメラを含む、請求項6記載のシステム。 8.前記アンテナ装置は、 a.タップ付きヘリカル伝送線路 b.タップ付き誘電体棒伝送線路 c.タップ付き同軸伝送線路 d.伝送窓 e.反射窓 f.分散性プリズム g.スロット付き平行板伝送線路 h.タップ付き誘電体スロット伝送線路i.タップ付きストリップ線路 j.タップ付きマイクロストリップ線路k.スロット付き導波管 1.同軸ケーブル遅延線で連絡された個々のアンテナからなるアンテナのグルー プから選ばれる、請求項1記載のシステム。 9.前記アンテナ装置は複数個のアンテナを含み、前記ブラッグセルは複数個の チャンネルを含む、請求項6記載のシステム。 10.前記複数個のアンテナの各々は前記複数個のチャンネルの別個のチャンネ ルに接続される、請求項9記載のシステム。 11.前記作像装置は2次元像を作り出すための2次元像作成装置である、請求 項10記載のシステム。 12.カメラシステムにおいて、 a.視野内の源からのマイクロ波放射検出用の検出装置と、 b.前記検出装置により検出される前記放射の少なくとも一部に対応する電子信 号を作るための第1変換装置と、 c.レーザビームを作るためのレーザ装置と、d.前記レーザ光源により作られ るレーザビームを回折させるための音響一光レーザ回折装置と、e.前記電子信 号を前記音響/光レーザ回折装置を駆動するために適当な音響信号に変換するた めの第2変換装置と、 f.前記音響/光回折装置により回折される前記レーザビームの一部分を検出す るための光検出装置とを含み、 前記マイクロ波検出装置、前記レーザ光源、前記回折装置、前記第1および第2 変換装置および前記光検出装置は、前記光検出装置により検出されるレーザ光が 前記視野内に置かれた物体から放射されるマイクロ波放射に対応するように配列 されている、カメラシステム。 13.請求項12記載のシステムであり、さらに、記記マイクロ波検出装置の2 次元視野のうち、瞬時的の1次元視野を変えるための周波数走査装置を含むシス テム。 14.前記周波数走査装置は、前語第1変換装置出力と混合するための可変周波 数を提供するための可変周波数発生器を含む、請求項13記載のシステム。 15.前記マイクロ波検出装置はスロットのある導波管アンテナである、請求項 12記載のシステム。 16.前記マイクロ波検出装置は、 a.タップ付きヘリカル伝送線路 b.タップ付き誘電体棒伝送線路 c.タップ付き同軸伝送線路 d.伝送窓 e.反射窓 f.分散性プリズム g.スロット付き平行板伝送線路 h.タップ付き誘電体スロット伝送線路i.タップ付きストリップ線路 j.タップ付きマイクロストリップ線路k.同軸ケーブル遅延線で連絡された個 々のアンテナからなる検出装置のグループから選ばれる、請求項12記載のシス テム。 17.前記検出装置は、走査されない方向の像の解像度を提供するように、アレ イに配列され位相合わせをされた複数個の個々の検出装置である、請求項11記 載のシステム。 18.前記アレイが一様なアレイである、請求項17記載のシステム。 19.前記アレイがまばらなアレイである、請求項12記載のシステム。 20.請求項17記載のシステムであり、さらに、走査されない方向の像の解像 度を提供するための、位相シフタまたはダイオードのような電子操作装置を含む 、システム。 21.請求項12記載のシステムであり、さらに、少なくとも2方向に瞬時の視 野を変えるための周波数走査装置を含む、システム。 22.前記2方向は相互に直交している請求項21記載のシステム。 23.請求項12記載のシステムで、さらに前記視野を照射するためのマイクロ 波放射源を含むシステム。 24.前記検出装置は、複数個のチャンネルを含む複数個の音響/光レーザ回折 装置である、請求項12記載のシステム。 25.前記複数個のアンテナの各々が、前記回折装置の別個のチャンネルに接続 される、請求項24記載のシステム。 26.前記光検出装置は、前記視野内のマイクロ波源の2次元像が、記記回折装 置により、前記レーザ光源の回折角に基づいて作り出されることを可能にするた めの2次元の光検出アレイを含む、請求項25記載のシステム。
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