JPH1165406A - Device and method for observing circumferential scanning type hologram - Google Patents

Device and method for observing circumferential scanning type hologram

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JPH1165406A
JPH1165406A JP22660197A JP22660197A JPH1165406A JP H1165406 A JPH1165406 A JP H1165406A JP 22660197 A JP22660197 A JP 22660197A JP 22660197 A JP22660197 A JP 22660197A JP H1165406 A JPH1165406 A JP H1165406A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a dead angle, to realize a 360 deg. visual field angle and to evaluate the propagation of radio waves and sound waves at a real time by using a fixed sensor and a scanning sensor, which conducts a circumferential scanning and obtaining the interference of the signals received by both of the sensors while moving the scanning sensor. SOLUTION: A radiated wave motion is made to a first received signal by receiving the radiated wave motion with a first sensor while the first sensor is scanned on the circumference. A radiated wave motion is made to a second received signal by receiving the radiated wave motion with a second sensor located at a position without changing to the center of the circumference. Then, the both received signals are interferred with each other to obtain interferred signals and the interferred signals are detected to obtain the measured data at each point. That is, as represented by the expression, a point on the circumference is represented by a rotational angle ϕ, the radius of the circle is called r, the imaginary unit is represented by j, the circular constant is called π, the rotational angle of the center position is called ϕ', the wavelength of the radiated wave motion is called λ, the incident angle of the radiated wave motion is called θ and a weighting function is called W(ϕ). Based on the measured data E2 (r, ϕ) at each point, an evaluation function V(ϕ') is calculated and a bearing ϕ' of the radiated wave motion is estimated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電波ホログラムや
音波ホログラムの観測方法及び装置に関し、特に、死角
のない観測を可能とする観測方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for observing radio wave holograms and sound wave holograms, and more particularly, to an observation method and apparatus capable of observing without blind spots.

【0002】[0002]

【従来の技術】電波や音波も波動であるから、光の場合
と同様に、ホログラムを観測することができ、波源像の
可視化やノイズ(不要電磁波放射、騒音など)源の特定
などに利用されている。本発明者は、例えば、特開平8
−201459号公報や特開平9−134113号公報
において、電波ホログラムや音波ホログラムを観測し、
波動場強度や波源像を求めるための方法や装置を開示し
ている。図1は、特開平8−201459号公報に示さ
れたホログラム観測方法の概要を示す図である。観測対
象(波源)91から離れた位置に矩形のホログラム観測
面92を設定するとともに、ホログラム観測面92内を
2次元的に移動する走査センサ93を用い、ホログラム
観測面92の各点において、観測対象91からの所定の
観測周波数の電波や音波を検出する。また、走査センサ
93とは別に固定センサ94を設け、この固定センサ9
4でも観測対象からの上述の観測周波数の電波や音波を
検出する。干渉器95により、両方のセンサ93,94
からの信号を干渉させ、干渉後の信号を検波器96で検
波する。そして、走査センサ93のホログラム観測面9
2内での座標に対応して、検波された信号(両方のセン
サ93,94からの信号の相関を表す信号、すなわちホ
ログラム観測面92内での走査センサ93の位置でのホ
ログラム強度を表す信号)をメモリ97に格納する。そ
して、ホログラム観測面92の全観測点での観測が終了
したら、メモリ97からデータを読み出し、画像再生器
98によって、ホログラム像を再生する。
2. Description of the Related Art Radio waves and sound waves are also waves, so that holograms can be observed in the same way as light, and are used for visualizing wave source images and specifying noise (unwanted electromagnetic wave radiation, noise, etc.) sources. ing. The present inventor has disclosed in, for example,
-201459 and JP-A-9-134113, observed a radio wave hologram and a sound wave hologram,
A method and an apparatus for obtaining a wave field intensity and a wave source image are disclosed. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a hologram observation method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-201459. A rectangular hologram observation surface 92 is set at a position distant from the observation target (wave source) 91, and a scanning sensor 93 that moves two-dimensionally in the hologram observation surface 92 is used to observe each point of the hologram observation surface 92. A radio wave or a sound wave of a predetermined observation frequency from the target 91 is detected. Further, a fixed sensor 94 is provided separately from the scanning sensor 93, and the fixed sensor 9 is provided.
4 also detects radio waves and sound waves of the above-mentioned observation frequency from the observation target. Interferor 95 allows both sensors 93, 94
And the signal after the interference is detected by the detector 96. Then, the hologram observation surface 9 of the scanning sensor 93
2, the detected signal (a signal representing the correlation between the signals from both sensors 93 and 94, ie, a signal representing the hologram intensity at the position of the scanning sensor 93 in the hologram observation plane 92). ) Is stored in the memory 97. When the observation at all observation points on the hologram observation surface 92 is completed, the data is read from the memory 97, and the hologram image is reproduced by the image regenerator 98.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のホログラム観測方法の場合、ホログラム観測面
内での平面走査によってホログラムを観測するため、ホ
ログラム観測面の裏側から到来する電波や音波を観測す
ることができない。また、ホログラム観測面に対して極
端に斜めに入射する電波や音波についても観測が難しい
ので、現実的には視野角が120°程度となって残りの
240°は死角となってしまい、これによって、観測に
制限が生じるという問題点がある。例えば、電波暗室な
どの部屋の1つの隅に観測対象を配置し、観測対象に対
向する隅にホログラム観測装置を配置するような場合に
は、このような比較的狭い視野角であっても必要な観測
を行うことができる。しかしながら、屋外での観測を行
う場合、観測対象の電波や音波の飛来方向は前方方向だ
けであるとすることはできず、このため、観測できない
電波や音波成分が多く残ってしまい、観測できない空間
が生じてしまう。
However, in the above-described conventional hologram observation method, since the hologram is observed by plane scanning within the hologram observation surface, radio waves and sound waves arriving from behind the hologram observation surface are observed. Can not do. In addition, since it is difficult to observe radio waves and sound waves that are extremely obliquely incident on the hologram observation surface, the viewing angle is actually about 120 ° and the remaining 240 ° is a blind spot. However, there is a problem that the observation is restricted. For example, when an observation target is arranged at one corner of a room such as an anechoic chamber and a hologram observation device is arranged at a corner facing the observation target, it is necessary to have such a relatively narrow viewing angle. Observations can be made. However, when observing outdoors, it is not possible to assume that the direction of the radio wave or sound wave of the object to be observed is only the forward direction. Will occur.

【0004】さらに従来のホログラム観測方法の場合、
ホログラム観測面内の全観測点のデータを取得してから
ホログラム像再生を行うため、観測にリアルタイム性を
欠いてしまうという問題点もある。
Further, in the case of the conventional hologram observation method,
Since the hologram image is reproduced after acquiring data of all observation points in the hologram observation plane, there is also a problem that the observation lacks real-time property.

【0005】本発明の目的は、死角がなくて360°全
部を視野角とすることができ、かつ、リアルタイムに電
波や音波の伝搬を評価を行うことができるホログラム観
測方法及び装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hologram observation method and apparatus capable of evaluating the propagation of radio waves and sound waves in real time without having a blind spot and capable of making the entire 360 ° a viewing angle. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のホログラム観測
方法は、観測対象からの放射波動を測定してホログラム
を再生するホログラム観測方法において、第1のセンサ
を円周上を走査させながらこの第1のセンサによって放
射波動を受信して第1の受信信号とし、円周の中心に対
して変化しない位置にある第2のセンサによって放射波
動を受信して第2の受信信号とし、第1の受信信号と第
2の受信信号を干渉させて干渉信号を取得し、干渉信号
を検波して円周上での各点の測定データを得る。
A hologram observation method according to the present invention is a hologram observation method for reproducing a hologram by measuring a radiation wave from an object to be observed. The first sensor receives the radiation wave as a first reception signal, and the second sensor located at a position that does not change with respect to the center of the circumference receives the radiation wave as a second reception signal. An interference signal is obtained by causing the received signal and the second received signal to interfere with each other, and the interference signal is detected to obtain measurement data at each point on the circumference.

【0007】本発明の観測方法では、円周上の点を回転
角φで表し、円周の半径をr、虚数単位をj、円周率を
π、円周の半周の範囲の中央の位置の回転角をφ'、放
射波動の波長をλ、円周の中心軸に対する放射波動の入
射角をθとし、所定の重み付け関数をW(φ)として、半
周の範囲内にある各点での測定データEz(r,φ)に基づ
き、
In the observation method of the present invention, a point on the circumference is represented by a rotation angle φ, a radius of the circumference is r, an imaginary unit is j, a pi is π, and a center position in a range of a half circumference of the circumference. Is the rotation angle of φ ′, the wavelength of the radiation wave is λ, the incident angle of the radiation wave with respect to the central axis of the circumference is θ, and a predetermined weighting function is W (φ), at each point within a half circumference. Based on the measurement data E z (r, φ)

【0008】[0008]

【数3】 によって評価関数V(φ')を算出し、放射波動の方位φ'
を推定するようにすることが望ましい。その際、評価関
数V(φ')におけるピークを選択し、r・sinθの最適
値から入射角θを算出することができる。あるいは、入
射角θが90°となるように円周の回転軸方向を変化さ
せながら評価関数V(φ')を算出するようにしてもよ
い。
(Equation 3) To calculate the evaluation function V (φ ′), and calculate the azimuth φ ′ of the radiation wave.
Is desirably estimated. At this time, the peak in the evaluation function V (φ ′) is selected, and the incident angle θ can be calculated from the optimum value of r · sin θ. Alternatively, the evaluation function V (φ ′) may be calculated while changing the direction of the rotation axis of the circumference so that the incident angle θ becomes 90 °.

【0009】さらに本発明のホログラム観測方法では、
円周上で第1のセンサを連続して移動させることにより
測定データの取得を継続して実行し、既に得られている
測定データのうちの半周分の測定データに基づいて、評
価関数V(φ')を継続して算出するようにすることが望
ましい。その場合、評価関数V(φ')の算出のための半
周の角度範囲に、現在の第1のセンサの回転角が含まれ
ないようにするとよい。また、回転角φ'の方向の画像
を撮影し、この画像を、算出された評価関数V(φ')を
表現する表示とともに表示するようにしてもよい。
Further, according to the hologram observation method of the present invention,
Acquisition of measurement data is continuously performed by continuously moving the first sensor on the circumference, and based on the measurement data for half a circle of the measurement data already obtained, the evaluation function V ( It is desirable to continuously calculate φ ′). In this case, it is preferable that the current rotation angle of the first sensor is not included in the half-circle angle range for calculating the evaluation function V (φ ′). Alternatively, an image in the direction of the rotation angle φ ′ may be captured, and this image may be displayed together with a display expressing the calculated evaluation function V (φ ′).

【0010】本発明のホログラム観測装置は、観測対象
からの放射波動を測定してホログラムを再生するホログ
ラム観測装置であって、放射波動を受信して第1の受信
信号とする走査センサと、走査センサを円周上で走査さ
せる駆動手段と、円周の中心に対して変化しない位置に
配置し、放射波動を受信して第2の受信信号とする固定
センサと、第1の受信信号と第2の受信信号を干渉させ
て干渉信号を出力する干渉器と、干渉信号を検波して円
周上での各点の測定データを出力する検波器と、を有す
る。この観測装置においては、第2の受信信号から抽出
されたID信号に基づいて測定のトリガタイミングが決
定されるようにしてもよく、また、第2の受信信号から
平均信号レベルを算出するレベル検出手段と、平均信号
レベルに基づいて測定データのレベル校正を行うレベル
校正器とを備えるようにしてもよい。
A hologram observation device according to the present invention is a hologram observation device for reproducing a hologram by measuring a radiation wave from an object to be observed. The hologram observation device receives a radiation wave and uses it as a first reception signal. Driving means for scanning the sensor on the circumference, a fixed sensor which is arranged at a position which does not change with respect to the center of the circumference, receives the radiation wave and serves as a second reception signal, And a detector that detects the interference signal and outputs measurement data at each point on the circumference. In this observation device, the trigger timing of the measurement may be determined based on the ID signal extracted from the second received signal, and the level detection for calculating the average signal level from the second received signal may be performed. Means and a level calibrator for calibrating the level of the measurement data based on the average signal level may be provided.

【0011】さらに、この観測装置では、円周に対応
し、走査センサの現在の回転角に応じたアドレスで測定
データが書き込まれるリングデータバッファメモリと、
円周上の点を回転角φで表し、円周の半径をr、虚数単
位をj、円周率をπ、円周の半周の範囲の中央の位置の
回転角をφ'、放射波動の波長をλ、円周のなす面に対
する放射波動の入射角をθとし、所定の重み付け関数を
W(φ)として、リングデータバッファメモリ内に格納さ
れた上述の半周の範囲内にある各点での測定データE
z(r,φ)に基づき、
Further, in this observation device, a ring data buffer memory in which measurement data is written at an address corresponding to the circumference and corresponding to the current rotation angle of the scanning sensor,
A point on the circumference is represented by a rotation angle φ, a radius of the circumference is r, an imaginary unit is j, a pi is π, a rotation angle of a center position in a half range of the circumference is φ ′, The wavelength is λ, the incident angle of the radiated wave with respect to the plane formed by the circumference is θ, and a predetermined weighting function is W (φ), and at each point within the above-described half circumference stored in the ring data buffer memory. Measurement data E
Based on z (r, φ),

【0012】[0012]

【数4】 によって評価関数V(φ')を算出する評価値算出部と、
を備えるようにするとよい。その場合、走査センサの現
在の回転角に半周分の角度を加算して回転角φ'とする
オフセット加算部を設けることが好ましい。また、走査
センサに対して半周分の角度差を保ったまま駆動手段に
よって走査センサとともに回転駆動されるTVカメラ
と、TVカメラでの撮影画像とともに測定データに基づ
く表示と評価関数に基づく表示を行う表示部と、を設け
るようにするとよい。
(Equation 4) An evaluation value calculation unit that calculates an evaluation function V (φ ′) by
It is good to have. In this case, it is preferable to provide an offset adding unit that adds a half-turn angle to the current rotation angle of the scanning sensor to obtain a rotation angle φ ′. In addition, a TV camera that is driven to rotate together with the scan sensor by the driving unit while maintaining an angle difference of half a circle with respect to the scan sensor, and a display based on measurement data and a display based on an evaluation function are performed together with an image captured by the TV camera. And a display unit.

【0013】以下、本発明におけるホログラム観測の原
理について説明する。図2(a),(b)に示すように3次元
xyz直交座標を設定し、そのxy平面内であって、原
点Oからの距離がrである点に観測点Pを配置する。観
測点Pは原点Oの周りを回転できるものとし、x軸方向
から測った観測点Pの回転角をφとする。波源Sのz軸
方向から測った天頂角(入射角)をθとする。ここで波
源Sからの平面波が観測点Pに入射するものとする。
Hereinafter, the principle of hologram observation in the present invention will be described. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), three-dimensional xyz rectangular coordinates are set, and the observation point P is located at a point on the xy plane at a distance r from the origin O. The observation point P can rotate around the origin O, and the rotation angle of the observation point P measured from the x-axis direction is φ. The zenith angle (incident angle) measured from the z-axis direction of the wave source S is defined as θ. Here, it is assumed that a plane wave from the wave source S is incident on the observation point P.

【0014】図2(a),(b)に示すように、磁界Hがy軸
方向で、z軸とθの角度をなす方向に進む平面波に、マ
ックスウェル(Maxwell)方程式の円筒座標表現を適用
し、その電界Eのz軸成分すなわちEz成分を求める
と、
As shown in FIGS. 2A and 2B, a plane wave in which the magnetic field H travels in the y-axis direction and at an angle of θ with the z-axis is represented by a cylindrical coordinate expression of Maxwell equation. Apply and find the z-axis or E z component of the electric field E,

【0015】[0015]

【数5】 となる、ここでjは虚数単位、Jnはベッセル(Bessel)
関数、k=2π/λ、λは観測対象の波動の波長であ
る。
(Equation 5) Where j is the imaginary unit and J n is Bessel
The function, k = 2π / λ, λ, is the wavelength of the wave to be observed.

【0016】(1)式は、ヤコビ(Jacobi)の展開公式を用
いて、
Equation (1) is expressed by using Jacobi's expansion formula,

【0017】[0017]

【数6】 と展開できる。ここで、z=0とおいた円周上での電界
zは、
(Equation 6) Can be expanded. Here, the electric field E z on the circumference with z = 0 is

【0018】[0018]

【数7】 となる。また、x軸方向に対する平面波の入射角をφi
とすると、(3)式は、
(Equation 7) Becomes Also, the incident angle of the plane wave with respect to the x-axis direction is φ i
Then, equation (3) becomes

【0019】[0019]

【数8】 と変形することができる。(Equation 8) And can be transformed.

【0020】(4)式において、A0,θ,φiが未知で、z
=0の平面(xy平面)上で原点Oからの距離がrであ
る円周上の電界Ez(r,φ)のみが観測可能であるとす
る。ここで、評価関数V(φ')を以下のように定義す
る。
In equation (4), A 0 , θ, φ i are unknown, and z
It is assumed that only an electric field E z (r, φ) on a circumference whose distance from the origin O is r on a plane of 0 (xy plane) can be observed. Here, the evaluation function V (φ ′) is defined as follows.

【0021】[0021]

【数9】 ここで、W(φ)は、評価関数V(φ')の安定化(切り取
り誤差の低減)を目的とする重み関数であり、例えば、
(Equation 9) Here, W (φ) is a weight function for the purpose of stabilizing the evaluation function V (φ ′) (reducing the cutting error).

【0022】[0022]

【数10】 とすれば、(Equation 10) given that,

【0023】[0023]

【数11】 が成立し、すなわち、規格化重み関数とすることができ
る。
[Equation 11] Holds, that is, a normalized weight function can be obtained.

【0024】(5)式に(4)式を代入すると、By substituting equation (4) into equation (5),

【0025】[0025]

【数12】 が得られる。この(8)式において、重み関数W(φ)を(6)
式に示すような規格化重み関数とし、かつ、r'=r・s
in θとすると、φ'=φiのときに、 V(φi)=A0・sin θ となる。また、(8)式から明らかなように、r'=r・s
in θでかつφ'=φiの条件で、V(φ')が最大値をと
り、
(Equation 12) Is obtained. In this equation (8), the weighting function W (φ) is
A normalized weight function as shown in the equation, and r ′ = r · s
When in θ, when the φ '= φ i, the V (φ i) = A 0 · sin θ. Also, as is clear from equation (8), r ′ = r · s
'under the conditions of = φ i, V (φ' in θ at Katsu φ) takes a maximum value,

【0026】[0026]

【数13】 として、0<a≦1の任意の実数aをとってV(φ')を
評価し、最大値を見つければ、θ,A0iは、それぞ
れ、
(Equation 13) If V (φ ′) is evaluated by taking an arbitrary real number a of 0 <a ≦ 1, and the maximum value is found, θ, A 0 , and φ i are respectively

【0027】[0027]

【数14】 として全て求めることができる。なお、A0は、sin
θによる評価振幅の補正項である。
[Equation 14] All can be obtained as. A 0 is sin
This is a correction term of the evaluation amplitude based on θ.

【0028】なお、(8)式の指数関数項(exp項)す
なわち被積分関数の振動項は、
Note that the exponential function term (exp term) of equation (8), that is, the oscillation term of the integrand, is

【0029】[0029]

【数15】 であり、r≫λでは、「r'=r・sin θかつφ'=φ
i」でない場合には、(8)式は、振動解の積分となるた
め、値がほぼ0となる。一方、「r'=r・sinθかつ
φ'=φi」の場合には、非振動解e0=1となって、ピ
ークを与える。
(Equation 15) When r≫λ, “r ′ = r · sin θ and φ ′ = φ
In the case of not " i ", the value of the equation (8) is almost 0 because it is the integral of the vibration solution. On the other hand, when “r ′ = r · sin θ and φ ′ = φ i ”, the non-vibration solution e 0 = 1, and a peak is given.

【0030】ここで、(8)式の結果を計算機シミュレー
ションによって確かめた結果を説明する。
Here, the result obtained by confirming the result of equation (8) by computer simulation will be described.

【0031】図3は、各波源のA0・sin θ=1とし
て、φi=45°,135°,225°,315°のそれぞ
れに合計4個の波源Sを置いて観測される電界を用いて
(8)式の評価を行った結果を、横軸を角度φ、縦軸をD
OA(Direction of Arrival:到達方向)評価値として示
すグラフである。グラフにおいて、実線は全ての波源の
θを45°とした場合の結果を示し、点線は各波源のθ
を90°から30°まで変化させた場合の結果を示して
いる。(8)式の評価では、r'=r・sin (45°)とし
ている。また、r=100cm、λ=15cmとした。
FIG. 3 shows the electric field observed when a total of four wave sources S are placed at φ i = 45 °, 135 °, 225 °, and 315 °, where A 0 · sin θ = 1 for each wave source. make use of
The results of the evaluation of equation (8) are shown as follows.
It is a graph shown as an OA (Direction of Arrival: arrival direction) evaluation value. In the graph, the solid line shows the result when θ of all the wave sources was set to 45 °, and the dotted line shows the θ of each wave source.
Is changed from 90 ° to 30 °. In the evaluation of the expression (8), r ′ = r · sin (45 °). Further, r = 100 cm and λ = 15 cm.

【0032】図3から明らかなように、本発明の方法に
よれば、複数の波源の方向を効率よく正確に分離でき
る。また、もし、z軸に対する入射角θが未知であって
も、(8)式のr'を変化させてピークレベルや角度φに対
するスペクトル広がりをみることにより、θを推定する
ことが可能である。このとき、θによらずピーク位置が
変化しないことから、例えば、r'=rで(8)式の角度φ
に対する全てのスペクトルを一度求めておき、いくつか
のピークに対してのみ、0<r'≦rの範囲で評価値の
最大を求める方法が有効である。ここでスペクトルと
は、回転角φに対する評価値の変化を示すグラフのこと
をいう。
As is apparent from FIG. 3, according to the method of the present invention, the directions of a plurality of wave sources can be efficiently and accurately separated. Also, even if the incident angle θ with respect to the z-axis is unknown, it is possible to estimate θ by changing r ′ in equation (8) and looking at the spectrum spread with respect to the peak level and the angle φ. . At this time, since the peak position does not change regardless of θ, for example, when r ′ = r, the angle φ in Expression (8) is used.
It is effective to obtain all the spectra once for all the peaks, and obtain the maximum of the evaluation value only for some peaks in the range of 0 <r ′ ≦ r. Here, the term “spectrum” refers to a graph showing a change in the evaluation value with respect to the rotation angle φ.

【0033】さらにまた、電界Eの回転角φの成分、す
なわち
Furthermore, the component of the rotation angle φ of the electric field E, that is,

【0034】[0034]

【外1】 の評価も同様に可能である。z=0の平面における半径
rの円周上での
[Outside 1] Is also possible. on the circumference of radius r in the plane of z = 0

【0035】[0035]

【外2】 成分は、[Outside 2] The ingredients are

【0036】[0036]

【数16】 として、(Equation 16) As

【0037】[0037]

【数17】 とみなせば、(5)式と同じ扱いができる。ただしこの場
合は、sin θによる評価振幅の補正は必要ない。
[Equation 17] Then, it can be treated the same as equation (5). However, in this case, it is not necessary to correct the evaluation amplitude by sin θ.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図4は、本発明の実施の
一形態の円周走査型ホログラム観測装置の構成を示す図
であり、図5は走査アンテナの構成の一例を示す斜視図
であり、図6はこの円周走査型ホログラム観測装置にお
ける信号処理装置部分の構成を示すブロック図である。
ここでは、電波ホログラムを観測する場合について説明
するが、音波ホログラムも下記と同様の構成によって測
定することができる。電波ホログラムであるので、観測
対象の波動を検出するためのセンサはアンテナである。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a circumferential scanning hologram observation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a perspective view showing an example of a configuration of a scanning antenna, and FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing device portion in the hologram observation device.
Here, the case of observing a radio wave hologram will be described, but a sound wave hologram can also be measured by the same configuration as described below. Since it is a radio hologram, the sensor for detecting the wave of the observation target is an antenna.

【0039】この円周走査型ホログラム観測装置も、図
1に示した従来のホログラム観測装置と同様に、固定ア
ンテナ11と走査アンテナ12を備えているが、この走
査アンテナ12は、観測ベンチ13の上にあって半径r
の円周上を回転することにより走査を行う点で、従来の
観測装置における走査アンテナと異なっている。すなわ
ち走査アンテナ12は、円周走査を実行する。
This circumferential scanning hologram observing apparatus also includes a fixed antenna 11 and a scanning antenna 12 like the conventional hologram observing apparatus shown in FIG. Radius r above
The scanning antenna is different from the scanning antenna in the conventional observation apparatus in that the scanning is performed by rotating on the circumference of a circle. That is, the scanning antenna 12 performs circumferential scanning.

【0040】観測ベンチ13は、台14と、台14に取
り付けられビーム(梁)部材16を水平面内で回転させ
るためのモータ15とを備え、走査アンテナ12は、ビ
ーム部材16の一端に取り付けられている。ビーム部材
16の他端には、周囲の情景を撮影するためのTV(テ
レビジョン)カメラ17が取り付けられ、また、ビーム
部材16上には、走査アンテナ12からの受信信号とT
Vカメラ17からの高周波ビデオ信号を合成する方向性
信号結合器18が設けられている。ここで、観測対象の
電波の周波数帯域と高周波ビデオ信号の周波数帯域とは
異なっており、方向性信号結合器18によって受信信号
と高周波ビデオ信号を合成しても、後でこれら両信号を
分けられるようになっている。
The observation bench 13 includes a table 14 and a motor 15 mounted on the table 14 for rotating a beam member 16 in a horizontal plane. The scanning antenna 12 is mounted on one end of the beam member 16. ing. At the other end of the beam member 16, a TV (television) camera 17 for photographing the surrounding scene is attached. On the beam member 16, a signal received from the scanning antenna 12 and a T
A directional signal combiner 18 for synthesizing a high-frequency video signal from the V camera 17 is provided. Here, the frequency band of the radio wave to be observed is different from the frequency band of the high-frequency video signal, and even if the received signal and the high-frequency video signal are combined by the directional signal coupler 18, these two signals can be separated later. It has become.

【0041】ビーム部材16は、その上に取り付けられ
た走査アンテナ12、TVカメラ17及び方向性信号結
合器18の重さがちょうど釣り合うような位置の近傍
で、モータ15の回転軸19の一端により支持されてい
る。走査アンテナ12は、ビーム部材16が回転軸19
によって支持されている点から距離rのところに位置し
ており、回転軸19の回転によって、水平面内を半径r
の円周上に沿って公転することになる。回転軸19の内
部は同軸線路となっており、回転軸19の他端には同軸
ロータリジョイント20が設けられていて、方向性信号
結合器18からの信号が、回転軸19内の同軸線路及び
同軸ロータリジョイント20を介して、同軸ケーブル2
1により外部に引出されるようになっている。また、モ
ータ15は回転角センサを備えており、モータ15から
は回転軸19の回転角φを表す信号も出力している。こ
こで回転軸19の回転角φは、そのまま走査アンテナ1
2の回転角(位置角)を表すものとする。
The beam member 16 is moved by one end of the rotating shaft 19 of the motor 15 near a position where the weights of the scanning antenna 12, the TV camera 17 and the directional signal coupler 18 mounted thereon are just balanced. Supported. The scanning antenna 12 is configured such that the beam member 16
Is located at a distance r from the point supported by the
Will orbit along the circumference of. The inside of the rotating shaft 19 is a coaxial line, and the other end of the rotating shaft 19 is provided with a coaxial rotary joint 20, and a signal from the directional signal coupler 18 transmits a signal from the directional signal coupler 18 to the coaxial line in the rotating shaft 19. Through the coaxial rotary joint 20, the coaxial cable 2
1 is drawn out to the outside. The motor 15 also includes a rotation angle sensor, and outputs a signal indicating the rotation angle φ of the rotation shaft 19 from the motor 15. Here, the rotation angle φ of the rotation shaft 19 is the scanning antenna 1 as it is.
2 represents a rotation angle (position angle).

【0042】ここで走査アンテナ12の構成について説
明する。上述の原理説明から明らかなように、ここで
は、電界Eのz軸成分Ezを観測したいので、走査アン
テナ12としては、例えば、垂直型の半波長ダイポール
アンテナを使用する。本発明者が特開平9−15372
5号公報で開示した反射板付きのプローブアンテナを好
ましく使用することができる。図5は、特開平9−15
3725号公報に示すプローブアンテナを使用した走査
アンテナ12を示す斜視図である。
Here, the configuration of the scanning antenna 12 will be described. As is clear from the principles described above, here, we want to observe the z-axis component E z of the electric field E, as the scanning antenna 12, for example, using a vertical half-wave dipole antenna. The present inventor has disclosed Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-15372.
The probe antenna with a reflector disclosed in Japanese Patent Publication No. 5 can be preferably used. FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a scanning antenna 12 using a probe antenna disclosed in Japanese Patent No. 3725.

【0043】観測対象の電波の波長をλとして、少なく
とも1辺が2λ以上である矩形の金属製の反射板31に
対し、この反射板31のほぼ中央部に、背面側から同軸
ケーブル32の一端が直立して挿入されている。反射板
31からの同軸ケーブルの突出長は約λ/4であり、反
射板31との貫通部で同軸ケーブル32の外部導体は反
射板31と電気的接続している。そして、貫通部から先
端側では、同軸ケーブル32の外部導体は、その突出方
向に延びる1対のスリット部34によって2つに割れて
外部導体片32a,32bとなっている。同軸ケーブル
32の先端には、反射板31と平行な半波長ダイポール
アンテナ33が、中央給電になるように接続している。
具体的には、ダイポールアンテナ33の一方のエレメン
ト33aの根元が一方の外部導体片32aの先端と接続
し、他方のエレメント33bの根元が他方の外部導体片
32bの先端と接続している。さらに、同軸ケーブル3
2の中心導体32cが、一方のエレメント33aの根元
に接続している。この走査アンテナ12では、一方の外
部導体片32aが4分の1波長の分布定数型バランとし
て機能し、平衡−不平衡変換が行われる。また、反射板
31は、背面方向の指向利得を抑えるとともに、見かけ
上、鏡像信号源を発生させてアンテナの正面方向への利
得を向上させるためである。
Assuming that the wavelength of the radio wave to be observed is λ, a rectangular metal reflector 31 having at least one side of 2λ or more is provided at one end of the coaxial cable 32 at substantially the center of the reflector 31 from the rear side. Is inserted upright. The protruding length of the coaxial cable from the reflection plate 31 is about λ / 4, and the outer conductor of the coaxial cable 32 is electrically connected to the reflection plate 31 at the penetrating portion with the reflection plate 31. On the distal end side from the penetrating portion, the outer conductor of the coaxial cable 32 is split into two by a pair of slit portions 34 extending in the protruding direction to form outer conductor pieces 32a and 32b. At the end of the coaxial cable 32, a half-wavelength dipole antenna 33 parallel to the reflection plate 31 is connected so as to be fed centrally.
Specifically, the root of one element 33a of the dipole antenna 33 is connected to the tip of one external conductor piece 32a, and the root of the other element 33b is connected to the tip of the other external conductor piece 32b. Furthermore, coaxial cable 3
Two center conductors 32c are connected to the root of one element 33a. In this scanning antenna 12, one of the outer conductor pieces 32a functions as a quarter-wavelength distributed constant balun to perform balanced-unbalanced conversion. The reflector 31 suppresses the directional gain in the rear direction, and apparently generates a mirror image signal source to improve the gain in the front direction of the antenna.

【0044】同軸ロータリジョイント20からの同軸ケ
ーブル21は、分配器22に入力する。分配器22は、
方向性信号結合器18で合成された走査アンテナ12の
受信信号と高周波ビデオ信号とを分離するものであり、
この分配器22には直流(DC)電源29も接続してい
る。直流電源29は、TVカメラ17や走査アンテナ1
2のプリアンプ部(不図示)に電源電圧を供給するため
のものである。直流電源29からの直流電流は、同軸ケ
ーブル21や同軸ロータリジョイント20、回転軸19
内の同軸線路を介して方向性信号結合器18に供給さ
れ、方向性信号結合器18で分離されて走査アンテナ1
2のプリアンプ部やTVカメラ17に送られる。
The coaxial cable 21 from the coaxial rotary joint 20 is input to the distributor 22. The distributor 22
A signal separating the reception signal of the scanning antenna 12 and the high-frequency video signal synthesized by the directional signal coupler 18;
A direct current (DC) power supply 29 is also connected to the distributor 22. The DC power supply 29 is connected to the TV camera 17 and the scanning antenna 1.
2 for supplying a power supply voltage to a preamplifier (not shown). The DC current from the DC power supply 29 is supplied to the coaxial cable 21, the coaxial rotary joint 20,
Is supplied to a directional signal coupler 18 via a coaxial line therein, and is separated by the directional signal coupler 18 so that the scanning antenna 1
2 and the TV camera 17.

【0045】分配器22で分離された信号のうち高周波
ビデオ信号成分は、バンドパスフィルタ(BPF)23
を介して復調器26に入力し、復調器26からの復調出
力は表示部27に入力する。分配器22で分離された信
号のうち、走査アンテナ12での受信信号成分は、バン
ドパスフィルタ24に入力して所定の観測周波数帯域に
周波数制限された後、受信信号Sm(f)として信号処理
装置28に入力する。また、固定アンテナ11で受信さ
れた信号は、不図示のプリアンプ部で増幅された後、バ
ンドパスフィルタ25に入力し、走査アンテナ12側と
同じ観測周波数帯域に周波数制限され、受信信号S
r(f)として信号処理装置28に入力する。信号処理装
置28には、回転軸19の回転角φを表す信号も入力し
ている。信号処理装置28からは、後述するように、測
定データ及び評価データが表示部27に出力している。
The high-frequency video signal component of the signal separated by the distributor 22 is converted to a band-pass filter (BPF) 23.
, And the demodulated output from the demodulator 26 is input to the display unit 27. Among the signals separated by the splitter 22, the reception signal component at the scanning antenna 12 is input to the band-pass filter 24, frequency-restricted to a predetermined observation frequency band, and then signal as the reception signal S m (f). Input to the processing device 28. Further, the signal received by the fixed antenna 11 is amplified by a preamplifier (not shown) and then input to the band-pass filter 25, where the signal is frequency-limited to the same observation frequency band as the scanning antenna 12 side.
The signal is input to the signal processing device 28 as r (f). A signal representing the rotation angle φ of the rotation shaft 19 is also input to the signal processing device 28. The measurement data and the evaluation data are output from the signal processing device 28 to the display unit 27 as described later.

【0046】図6は、信号処理装置28の内部構成を示
すブロック図である。信号処理装置28には、固定アン
テナ11からの受信信号Sr(f)と走査アンテナ12か
らの受信信号Sm(f)とを干渉させ、干渉信号
FIG. 6 is a block diagram showing the internal configuration of the signal processing device 28. The signal processor 28 causes the received signal S r (f) from the fixed antenna 11 and the received signal S m (f) from the scanning antenna 12 to interfere with each other,

【0047】[0047]

【数18】 を生成する干渉器41と、干渉器41からの出力信号を
複素検波して検波信号V o(φ)を出力する検波器42
と、固定アンテナ11からの受信信号Sr(f)を復調し
て平均信号レベルVRを求めるとともにこの受信信号中
のID(識別)信号を検出して測定トリガとするレベル
/ID検出器43と、検波信号Vo(φ)を平均信号レベ
ルVRで除算することによりレベル校正を行い測定デー
タE(r,φ)として出力するレベル校正器44と、各回
転角ごとの、すなわち各測定点ごとの測定データE(r,
φ)を格納するリングデータバッファメモリ45とを備
えている。ここでtは時間変数であり、*は複素共役を
表わしている。リングデータバッファメモリ45の各メ
モリアドレスは、円周走査による円周上の各観測点にそ
れぞれ対応しており、このため、観測点の回転角φをア
ドレスとして与えることで、リングデータバッファメモ
リ45でのその回転角φに対応するデータにアクセスす
ることができる。測定トリガは、検波器42での測定の
トリガタイミングの制御などに使用される。なお、干渉
器41及び検波器42としては、本発明者による特開平
9−133721号に相関関数測定装置として開示され
た、乗算器及びベクトル検波器からなるものを好ましく
使用することができる。
(Equation 18)And an output signal from the interferometer 41.
Complex detection and detection signal V oDetector 42 that outputs (φ)
And the received signal S from the fixed antenna 11rdemodulate (f)
Average signal level VRAnd in this received signal
Level that detects the ID (identification) signal of the device and uses it as a measurement trigger
/ ID detector 43 and detection signal Vo(φ) is the average signal level.
Le VRLevel calibration by dividing by
Level calibrator 44 which outputs the data as data E (r, φ)
Measurement data E (r, r,
φ) is stored in the ring data buffer memory 45.
I have. Where t is a time variable,*Is the complex conjugate
It represents. Each data in the ring data buffer memory 45
The memory address is assigned to each observation point on the circumference by circumferential scanning.
Therefore, the rotation angle φ of the observation point is
Ring data buffer memo by giving as dress
Access the data corresponding to the rotation angle φ at
Can be The measurement trigger is used for the measurement by the detector 42.
Used to control trigger timing. In addition, interference
The detector 41 and the detector 42 are disclosed in
No. 9-133721 discloses a correlation function measuring device.
In addition, those comprising a multiplier and a vector detector are preferable.
Can be used.

【0048】連続的に発射される電波のホログラム像を
再生する場合には、ID信号などを検出して測定のトリ
ガタイミングとする必要はないが、間欠的に発射される
電波のホログラム像を再生する場合には、発射のタイミ
ングに合わせて測定を行う必要があり、そのために受信
信号から検出されるID信号が用いられる。ID信号と
しては、例えば、既知の無線送信局からの予め知られて
いる符号を含むユニークワード部分を用いたり、周波数
ホップTDMA(時分割多元接続:Time Division Mult
i Access)の場合であればチャネル中心周波数の切り換
え情報を用いたりすることができる。
When reproducing a hologram image of a radio wave continuously emitted, it is not necessary to detect an ID signal or the like and use it as a trigger timing for measurement. However, a hologram image of an intermittently emitted radio wave is reproduced. In such a case, it is necessary to perform measurement in accordance with the timing of firing, and for that purpose, an ID signal detected from a received signal is used. As the ID signal, for example, a unique word portion including a known code from a known wireless transmission station is used, or a frequency hop TDMA (Time Division Multiple Access: Time Division Multiple Access) is used.
i Access), it is possible to use switching information of the channel center frequency.

【0049】リングデータバッファメモリ45への書き
込み位置は、回転軸19の回転角φを表す信号によって
決定する。この円周走査型ホログラム観測装置では、リ
ングデータバッファメモリ45から、上述の書き込み位
置φとは円周上で正反対となる位置(再生位置φ')を
中心として、両側それぞれ90°(=π/2 rad)
の範囲のデータを読み出し、上述の(5)式の処理を行っ
て評価データV(φ')を得るようにしている。そのた
め、回転角φに対して±180°(=±π rad)の
オフセットを加えて再生位置φ'を算出するオフセット
加算部46と、φ'±90°の範囲のデータをリンクデ
ータバッファメモリ45から読み出して(5)式の処理を
行って評価データV(φ')を算出する評価値算出部47
とが、信号処理装置28内にさらに設けられている。
The writing position in the ring data buffer memory 45 is determined by a signal representing the rotation angle φ of the rotating shaft 19. In this circumferential scanning hologram observation apparatus, both sides of the ring data buffer memory 45 are 90 ° (= π / π) around a position (reproduction position φ ′) that is diametrically opposite to the above-described writing position φ on the circumference. 2 rad)
Is read out, and the processing of the above equation (5) is performed to obtain evaluation data V (φ ′). Therefore, an offset adder 46 for calculating the reproduction position φ ′ by adding an offset of ± 180 ° (= ± π rad) to the rotation angle φ, and link data buffer memory 45 for storing data in the range of φ ′ ± 90 °. Evaluation value calculation unit 47 that reads out from the above and performs the processing of equation (5) to calculate the evaluation data V (φ ′)
Are further provided in the signal processing device 28.

【0050】次に、この円周走査型ホログラム観測装置
の動作を説明する。
Next, the operation of the circumferential scanning hologram observation device will be described.

【0051】モータ15を駆動することによって、回転
軸19は所定の各速度で回転し、これに伴ってビーム部
材16も回転し、走査アンテナ12は円周走査を実行す
る。このとき、TVカメラ17は、走査アンテナ12と
は180°反対の方向を向きながら、走査アンテナ12
とともに回転し、周囲の情景を撮像する。走査アンテナ
12の現在の回転角φは、常時、モータ15から信号処
理装置28に伝達されている。
When the motor 15 is driven, the rotating shaft 19 rotates at a predetermined speed, the beam member 16 also rotates, and the scanning antenna 12 performs a circumferential scan. At this time, the TV camera 17 turns the scanning antenna 12
And rotate to capture the surrounding scene. The current rotation angle φ of the scanning antenna 12 is constantly transmitted from the motor 15 to the signal processing device 28.

【0052】走査アンテナ12で受信した信号は、分配
器22、バンドパスフィルタ24を経て、所定の観測周
波数帯域に周波数制限された受信信号Sm(f)として干
渉器41に入力する。ここでfは観測周波数を表してい
る。固定アンテナ11で受信した信号もバンドパスフィ
ルタ25を経て同様に周波数制限され、受信信号S
r(f)として干渉器41に入力する。干渉器41から、
これら2つの受信信号Sm(f),Sr(f)の干渉信号
The signal received by the scanning antenna 12 passes through the distributor 22 and the band-pass filter 24 and is input to the interferometer 41 as a reception signal S m (f) whose frequency is limited to a predetermined observation frequency band. Here, f represents the observation frequency. The signal received by the fixed antenna 11 is also similarly frequency-limited via the band-pass filter 25, and the received signal S
It is input to the interferometer 41 as r (f). From the interferometer 41,
An interference signal of these two received signals S m (f) and S r (f)

【0053】[0053]

【数19】 が出力し、この干渉信号は、検波器42によって複素検
波されて検波信号Vo(φ)となり、検波信号Vo(φ)は、
レベル校正器44において平均信号レベルVRによって
レベルが校正され、現在の回転角φに対する測定データ
E(r,φ)となる。この測定データE(r,φ)は、リング
データバッファメモリ45の現在の回転角φに対応した
アドレスに書き込まれるとともに、表示部27に出力さ
れる。同時に、現在の回転角φに±180°のオフセッ
トを算出して得られる再生位置φ'に基づき、再生位置
φ'±90°の範囲のデータがリングデータバッファメ
モリ45から読み出され、読み出されたデータに基づい
て評価値算出部47が上述の(5)式の処理を行って評価
値を算出する。算出された評価値は、DOAの評価デー
タV(φ')として、表示部27に出力される。なお、(5)
式の処理を行う際、(5)式の積分式中の
[Equation 19] And the interference signal is subjected to complex detection by the detector 42 to become a detection signal V o (φ), and the detection signal V o (φ)
In level calibrator 44 is calibrated level by an average signal level V R, the measurements for phi current rotation angle data E (r, φ). The measurement data E (r, φ) is written to an address of the ring data buffer memory 45 corresponding to the current rotation angle φ, and is output to the display unit 27. At the same time, based on the reproduction position φ ′ obtained by calculating an offset of ± 180 ° from the current rotation angle φ, data in the range of the reproduction position φ ′ ± 90 ° is read from the ring data buffer memory 45 and read. The evaluation value calculation unit 47 calculates the evaluation value by performing the processing of the above-described equation (5) based on the obtained data. The calculated evaluation value is output to the display unit 27 as DOA evaluation data V (φ ′). (5)
When performing the processing of the equation,

【0054】[0054]

【数20】 の部分については、予め計算しておいてメモリ等に格納
しておき、実際に(5)式の処理を行う際にメモリから読
み出すようにしてもよい。
(Equation 20) May be calculated in advance and stored in a memory or the like, and may be read from the memory when actually performing the processing of equation (5).

【0055】表示部27では、測定データE(r,φ)、
評価データV(φ')、TVカメラ17で撮像した画像、
回転角φ及び回転角φと正反対の角φ'についての情報
が適宜に組み合わせて表示される。特に、TVカメラ1
7の撮像方向と角φ'の方向は一致するから、評価デー
タV(φ')に対応する方向とTVカメラ17の撮像方向
が一致し、画像上の対象物と評価データとのリアルタイ
ムでの対応付けが極めて容易となって、騒音源や不要電
磁放射源の特定に威力を発揮する。TVカメラ17の撮
像画像とのリアルタイムでの対応付けを行わないような
場合や、TVカメラ17が走査アンテナ12の反射側に
ない場合には、評価データの算出のための角度範囲を回
転角φの正反対の方向を中心とした±90°の範囲とす
る必要はない。しかしながら、回転角φは、リングデー
タバッファメモリ45においてデータ書き込みを現に行
っている位置角であって時間的、精度的な不連続点とな
っているので、評価データを算出するための角度範囲に
はこの回転角φが含まれないようにすることが望まし
い。したがって、TVカメラ17の撮像画像とのリアル
タイムでの対応付けを行わないような場合には、評価デ
ータ算出のための角度範囲の中心角度φ'は、
In the display section 27, the measurement data E (r, φ),
Evaluation data V (φ ′), an image captured by the TV camera 17,
Information about the rotation angle φ and the angle φ ′ that is exactly opposite to the rotation angle φ is displayed in an appropriate combination. In particular, TV camera 1
7, the direction corresponding to the evaluation data V (φ ') matches the imaging direction of the TV camera 17, and the real-time movement of the object on the image with the evaluation data. The association is extremely easy, and it is effective in identifying noise sources and unnecessary electromagnetic radiation sources. If the real-time correspondence with the image captured by the TV camera 17 is not performed, or if the TV camera 17 is not on the reflection side of the scanning antenna 12, the angle range for calculating the evaluation data is set to the rotation angle φ. It is not necessary to be within a range of ± 90 ° about the direction opposite to the above. However, since the rotation angle φ is a position angle at which data writing is currently performed in the ring data buffer memory 45 and is a temporally and accurately discontinuous point, the rotation angle φ falls within an angle range for calculating evaluation data. It is desirable not to include the rotation angle φ. Therefore, when the real-time association with the captured image of the TV camera 17 is not performed, the center angle φ ′ of the angle range for calculating the evaluation data is:

【0056】[0056]

【数21】 の範囲で選択することが可能である。(Equation 21) It is possible to select within the range.

【0057】本実施の形態では、ホログラム観測を開始
する前には、まず、リングデータバッファメモリ45を
全てゼロクリアし、また、測定やリングデータバッファ
メモリ45への書き込み、再生、評価データの算出の各
処理は、連続して、複数回転の円周走査にわたって行う
ものとする。その結果、時々刻々の測定データE(r,
φ)を表示することが可能になるとともに、360°全
周にわたって評価データV(φ')を表示させることがで
き、また、走査アンテナ12が回転し続けている限り、
随時、評価データV(φ')が更新されることになる。
In this embodiment, before the hologram observation is started, first, the ring data buffer memory 45 is all cleared to zero, and measurement, writing into the ring data buffer memory 45, reproduction, and calculation of evaluation data are performed. Each process is performed continuously over a plurality of circumferential scans. As a result, the measurement data E (r,
φ) can be displayed, the evaluation data V (φ ′) can be displayed over the entire 360 °, and as long as the scanning antenna 12 keeps rotating,
The evaluation data V (φ ′) is updated as needed.

【0058】少なくとも必要な角度範囲、典型的には1
周分の評価データV(φ')を取得したら、ピークを選択
し、上述の(8)式のr'の最適値から、波源の天頂角θを
算出する。r'の最適化を行う代わりに、r=r'とし
て、ピーク方向φに向けてθの傾きが与えられるように
台14を操作し、波源の天頂角θを求めるようにしても
よい。
At least the required angle range, typically 1
After obtaining the evaluation data V (φ ′) for the circumference, the peak is selected, and the zenith angle θ of the wave source is calculated from the optimum value of r ′ in the above equation (8). Instead of optimizing r ′, the table 14 may be operated so that the inclination of θ is given toward the peak direction φ as r = r ′, and the zenith angle θ of the wave source may be obtained.

【0059】次に、表示部27での表示例について、図
7を用いて説明する。図7(a)は表示部27での表示画
面51の一例を示している。この表示画面51では、直
接測定データE(r,φ)及びDOA評価値V(φ)の2つ
のグラフと、カメラ像C、カメラ像Hの2つの画像が同
時に表示されている。各グラフは、それぞれ1周分のデ
ータを横軸を方位、縦軸を振幅として表したものであ
り、マーカが輝点として表示されている。直接測定デー
タのグラフにおけるマーカMは、現在の測定ポジション
すなわち現在の方位角φを表し、DOA評価値のグラフ
におけるマーカCは現在の再生ポジションすなわちマー
カMの反対側(角度φ'の方向)を示し、マーカHは、
DOA評価値のグラフに対して利用者が指定したピーク
位置を示すものである。カメラ像Cは、現在の再生方向
のテレビジョン画像であって、ビーム部材16の回転に
伴ってTVカメラ17が移動するにつれて変化する動画
像である。カメラ像Hは、上述のように利用者がDOA
評価値のグラフで指定したマーカHのポジションを映す
カメラ像であって、このカメラ像はTVカメラ17の移
動によらず制止した画像となっている。そして、マーカ
Hに対応する回転角H及び天頂角θに基づき、カメラ像
Hでは波源位置にマーキング(図示、黒色表示)が施さ
れて表示されている。
Next, a display example on the display unit 27 will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows an example of a display screen 51 on the display unit 27. On this display screen 51, two graphs of the direct measurement data E (r, φ) and the DOA evaluation value V (φ), and two images of the camera image C and the camera image H are simultaneously displayed. Each graph represents data for one round, with the horizontal axis representing azimuth and the vertical axis representing amplitude, and markers are displayed as bright spots. The marker M in the graph of the direct measurement data indicates the current measurement position, that is, the current azimuth angle φ, and the marker C in the graph of the DOA evaluation value indicates the current reproduction position, that is, the opposite side (the direction of the angle φ ′) of the marker M. Indicates that the marker H is
It shows the peak position specified by the user with respect to the graph of the DOA evaluation value. The camera image C is a television image in the current reproduction direction, and is a moving image that changes as the TV camera 17 moves with the rotation of the beam member 16. As described above, the camera image H is stored in the DOA
This is a camera image showing the position of the marker H specified in the evaluation value graph, and this camera image is an image that is stopped regardless of the movement of the TV camera 17. Then, based on the rotation angle H and the zenith angle θ corresponding to the marker H, the wave source position is marked (shown in black) in the camera image H and displayed.

【0060】また、図7(b)に示すように、測定データ
やDOA評価値は、レーダチャート表示とすることもで
きる。
As shown in FIG. 7B, the measurement data and the DOA evaluation value can be displayed in a radar chart.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、固定セン
サと円周走査を行う走査センサとを用い、走査センサを
移動させながら両方のセンサで受信した信号の干渉を求
めることにより、死角がなくて360°全部を視野角と
することができ、かつ、リアルタイムに電波や音波の伝
搬の評価を行えるようになるという効果がある。
As described above, according to the present invention, the blind spot is obtained by using the fixed sensor and the scanning sensor that performs circumferential scanning and determining the interference of the signals received by both sensors while moving the scanning sensor. There is an effect that the entire 360 ° can be used as the viewing angle, and the propagation of radio waves and sound waves can be evaluated in real time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来のホログラム観測装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional hologram observation device.

【図2】(a),(b)は、xyz直交座標系、波源及び観測
点の関係を示す図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a relationship between an xyz rectangular coordinate system, a wave source, and observation points.

【図3】回転角φと評価値との関係のシミュレーション
結果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a simulation result of a relationship between a rotation angle φ and an evaluation value.

【図4】本発明の実施の一形態の円周走査型ホログラム
観測装置の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a circumferential scanning hologram observation device according to an embodiment of the present invention.

【図5】走査アンテナの構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of a scanning antenna.

【図6】図1の装置における信号処理装置部分の構成を
示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a signal processing device portion in the device of FIG. 1;

【図7】(a),(b)は表示例を示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams showing display examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 固定アンテナ 12 走査アンテナ 13 観測ベンチ 14 台 15 モータ 16 ビーム部材 17 TVカメラ 18 方向性結合器 19 回転軸 20 同軸ロータリジョイント 21 同軸ケーブル 22 分配器 23,24,25 バンドパスフィルタ 26 復調器 27 表示部 28 信号処理装置 29 直流電源 41 干渉器 42 検波器 43 レベル/ID検出器 44 レベル校正器 45 リングデータバッファメモリ 46 オフセット加算部 47 評価値算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Fixed antenna 12 Scanning antenna 13 Observation bench 14 units 15 Motor 16 Beam member 17 TV camera 18 Directional coupler 19 Rotation axis 20 Coaxial rotary joint 21 Coaxial cable 22 Distributor 23,24,25 Bandpass filter 26 Demodulator 27 Display Unit 28 signal processing device 29 DC power supply 41 interferometer 42 detector 43 level / ID detector 44 level calibrator 45 ring data buffer memory 46 offset adding unit 47 evaluation value calculating unit

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観測対象からの放射波動を測定してホロ
グラムを再生するホログラム観測方法において、 第1のセンサを円周上を走査させながらこの第1のセン
サによって放射波動を受信して第1の受信信号とし、 前記円周の中心に対して変化しない位置にある第2のセ
ンサによって放射波動を受信して第2の受信信号とし、 前記第1の受信信号と前記第2の受信信号を干渉させて
干渉信号を取得し、前記干渉信号を検波して前記円周上
での各点の測定データを得ることを特徴とするホログラ
ム観測方法。
1. A hologram observing method for reproducing a hologram by measuring a radiation wave from an observation object, wherein the first sensor receives the radiation wave by scanning the circumference of the first sensor while scanning the circumference of the first sensor. The radiation wave is received by a second sensor located at a position that does not change with respect to the center of the circumference, and is used as a second reception signal. The first reception signal and the second reception signal are A hologram observation method, comprising: obtaining an interference signal by causing interference; detecting the interference signal; and obtaining measurement data of each point on the circumference.
【請求項2】 前記円周上の点を回転角φで表し、前記
円周の半径をr、虚数単位をj、円周率をπ、前記円周
の半周の範囲の中央の位置の回転角をφ'、放射波動の
波長をλ、前記円周の中心軸(Z軸)に対する前記放射
波動の入射角をθとし、所定の重み付け関数をW(φ)と
して、 前記半周の範囲内にある各点での前記測定データE
z(r,φ)に基づき、 【数1】 によって評価関数V(φ')を算出し、前記放射波動の方
位φ'を推定する請求項1に記載のホログラム観測方
法。
2. A point on the circumference is represented by a rotation angle φ, a radius of the circumference is r, an imaginary unit is j, a pi is π, and a rotation of a center position of a range of a half circumference of the circumference is performed. The angle is φ ′, the wavelength of the radiation wave is λ, the incident angle of the radiation wave with respect to the center axis (Z-axis) of the circumference is θ, and a predetermined weighting function is W (φ). The measured data E at a certain point
Based on z (r, φ), The hologram observation method according to claim 1, wherein an evaluation function V (φ ′) is calculated by using the equation, and the azimuth φ ′ of the radiation wave is estimated.
【請求項3】 前記評価関数V(φ')におけるピークを
選択し、r・sinθの最適値から前記入射角θを算出
する請求項2に記載のホログラム観測方法。
3. The hologram observation method according to claim 2, wherein a peak in the evaluation function V (φ ′) is selected, and the incident angle θ is calculated from an optimum value of r · sin θ.
【請求項4】 前記入射角θが90°となるように前記
円周の回転軸方向を変化させながら前記評価関数V
(φ')を算出する請求項2に記載のホログラム観測方
法。
4. The evaluation function V while changing the direction of the rotation axis of the circumference so that the incident angle θ is 90 °.
The hologram observation method according to claim 2, wherein (φ ') is calculated.
【請求項5】 前記円周上で前記第1のセンサを連続し
て移動させることにより前記測定データの取得を継続し
て実行し、既に得られている前記測定データのうちの半
周分の測定データに基づき、前記評価関数V(φ')を継
続して算出する請求項2乃至4いずれか1項に記載のホ
ログラム観測方法。
5. Acquisition of the measurement data is continuously performed by continuously moving the first sensor on the circumference, and measurement of a half circumference of the measurement data already obtained is performed. The hologram observation method according to claim 2, wherein the evaluation function V (φ ′) is continuously calculated based on data.
【請求項6】 前記評価関数V(φ')の算出のための前
記半周の角度範囲に、現在の前記第1のセンサの回転角
が含まれない請求項5に記載のホログラム観測方法。
6. The hologram observation method according to claim 5, wherein the current rotation angle of the first sensor is not included in the half-circle angle range for calculating the evaluation function V (φ ′).
【請求項7】 前記回転角φ'の方向の画像を撮影し、
算出された前記評価関数V(φ')を表現する表示ととも
に前記画像を表示する、請求項5または6に記載のホロ
グラム観測方法。
7. An image in the direction of the rotation angle φ ′ is taken,
The hologram observation method according to claim 5, wherein the image is displayed together with a display representing the calculated evaluation function V (φ ′).
【請求項8】 観測対象からの放射波動を測定してホロ
グラムを再生するホログラム観測装置であって、 前記放射波動を受信して第1の受信信号とする走査セン
サと、 前記走査センサを円周上で走査させる駆動手段と、 前記円周の中心に対して変化しない位置に配置し、前記
放射波動を受信して第2の受信信号とする固定センサ
と、 前記第1の受信信号と前記第2の受信信号を干渉させて
干渉信号を出力する干渉器と、 前記干渉信号を検波して前記円周上での各点の測定デー
タを出力する検波器と、を有するホログラム観測装置。
8. A hologram observing apparatus for reproducing a hologram by measuring a radiation wave from an observation target, comprising: a scanning sensor that receives the radiation wave and serves as a first reception signal; Driving means for scanning on the above, a fixed sensor arranged at a position that does not change with respect to the center of the circumference, receiving the radiation wave and setting it as a second reception signal; 2. A hologram observation apparatus, comprising: an interferometer that outputs an interference signal by causing the received signals to interfere with each other; and a detector that detects the interference signal and outputs measurement data at each point on the circumference.
【請求項9】 前記第2の受信信号から抽出されたID
信号に基づいて測定のトリガタイミングが決定される請
求項8に記載のホログラム観測装置。
9. An ID extracted from the second received signal
9. The hologram observation device according to claim 8, wherein a measurement trigger timing is determined based on the signal.
【請求項10】 前記第2の受信信号から平均信号レベ
ルを算出するレベル検出手段と、前記平均信号レベルに
基づいて前記測定データのレベル校正を行うレベル校正
器とを備える請求項8または9に記載のホログラム観測
装置。
10. The apparatus according to claim 8, further comprising: a level detecting means for calculating an average signal level from the second received signal; and a level calibrator for calibrating the level of the measurement data based on the average signal level. The hologram observation device according to the above.
【請求項11】 前記円周に対応し、前記走査センサの
現在の回転角に応じたアドレスで前記測定データが書き
込まれるリングデータバッファメモリと、前記円周上の
点を回転角φで表し、前記円周の半径をr、虚数単位を
j、円周率をπ、前記円周の半周の範囲の中央の位置の
回転角をφ'、放射波動の波長をλ、前記円周の中心軸
に対する前記放射波動の入射角をθとし、所定の重み付
け関数をW(φ)として、前記リングデータバッファメモ
リ内に格納された前記半周の範囲内にある各点での前記
測定データEz(r,φ)に基づき、 【数2】 によって評価関数V(φ')を算出する評価値算出部と、
を備える請求項8乃至10いずれか1項に記載のホログ
ラム観測装置。
11. A ring data buffer memory in which the measurement data is written at an address corresponding to a current rotation angle of the scan sensor corresponding to the circumference, and a point on the circumference is represented by a rotation angle φ. The radius of the circumference is r, the imaginary unit is j, the pi is π, the rotation angle of the center position of the half range of the circumference is φ ′, the wavelength of the radiation wave is λ, the central axis of the circumference , The angle of incidence of the radiation wave with respect to θ, the predetermined weighting function as W (φ), and the measurement data E z (r) at each point within the half circumference stored in the ring data buffer memory. , φ) based on An evaluation value calculation unit that calculates an evaluation function V (φ ′) by
The hologram observation device according to any one of claims 8 to 10, further comprising:
【請求項12】 前記走査センサの現在の回転角に半周
分の角度を加算して前記回転角φ'とするオフセット加
算部を有する請求項11に記載のホログラム観測装置。
12. The hologram observation apparatus according to claim 11, further comprising an offset adding unit that adds an angle of a half turn to a current rotation angle of the scanning sensor to obtain the rotation angle φ ′.
【請求項13】 前記走査センサに対して半周分の角度
差を保ったまま前記駆動手段によって前記走査センサと
ともに回転駆動されるTVカメラと、前記TVカメラで
の撮影画像とともに前記測定データに基づく表示と前記
評価関数に基づく表示を行う表示部と、を有する請求項
12に記載のホログラム観測装置。
13. A TV camera which is driven to rotate together with the scanning sensor by the driving means while maintaining an angle difference of a half circle with respect to the scanning sensor, and a display based on the measurement data together with an image taken by the TV camera. The hologram observation device according to claim 12, further comprising: a display unit that performs display based on the evaluation function.
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