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

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。