レーダ断面積の測定装置及び方法並びにレーダ断面積の測定プログラム
【課題】近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のＲＣＳを推定できるレーダ断面積の測定装置を得る。
【解決手段】水平方向において大きく、かつ垂直方向において水平方向に比べて小さい被測定物１を水平面で回転走査させる回転機構２と、被測定物１に電波を送信する送信アンテナ４と、被測定物１からの電波を受信する受信アンテナ５と、被測定物１から近傍領域内において被測定物１と送受信アンテナ４、５の間の距離が異なる３つの距離に送受信アンテナ４、５を水平方向に移動させる送受信アンテナ移動機構部７及び送受信アンテナ移動用レール８と、回転機構２、送受信アンテナ４、５、送受信アンテナ移動機構部７及び移動用レール８を駆動制御して遠方領域のＲＣＳを求める制御ユニット１００とを設け、制御ユニット１００は、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のＲＣＳを推定する手段を有する。
【解決手段】水平方向において大きく、かつ垂直方向において水平方向に比べて小さい被測定物１を水平面で回転走査させる回転機構２と、被測定物１に電波を送信する送信アンテナ４と、被測定物１からの電波を受信する受信アンテナ５と、被測定物１から近傍領域内において被測定物１と送受信アンテナ４、５の間の距離が異なる３つの距離に送受信アンテナ４、５を水平方向に移動させる送受信アンテナ移動機構部７及び送受信アンテナ移動用レール８と、回転機構２、送受信アンテナ４、５、送受信アンテナ移動機構部７及び移動用レール８を駆動制御して遠方領域のＲＣＳを求める制御ユニット１００とを設け、制御ユニット１００は、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のＲＣＳを推定する手段を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、近傍領域のレーダ断面積から遠方領域のレーダ断面積を推定するレーダ断面積の測定装置に関し、特に、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のレーダ断面積を推定するレーダ断面積の測定装置及び方法並びにレーダ断面積の測定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダ断面積（ＲＣＳ：Radar Cross Section）は、無限遠方で測定したものとして規定されるため、被測定物から十分遠方で測定する必要がある。通常、被測定物の最大径をＤ、測定波長をλとすると、十分遠方で測定するためには測定距離Ｒは、次の式（１）を満たさなければならない。
【０００３】
【数１】
【０００４】
しかし、十分な測定レンジがとれない場合、遠方領域のＲＣＳを求める方法の一つとして、近傍領域での測定値から遠方領域のＲＣＳを推定する方法が提案されている。例えば、近傍領域で測定した散乱電界から遠方領域のレーダ断面積を求める方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
図５は、従来のレーダ断面積の測定方法で定義されている遠方ＲＣＳ推定用の座標系を示す図である。図５において、推定するＲＣＳの方向をＸ軸とし、被測定物のある原点から距離ρの位置に実際に測定する波源及び観測点Ｐ（送信アンテナ及び受信アンテナ）を設置する。このとき、被測定物のＹ軸方向及びＺ軸方向の最大長をＨｗ、Ｚｗ、測定波長をλとし、測定距離ρは、次の式（２）を満たす近傍領域とする。
【０００６】
【数２】
【０００７】
すなわち、被測定物のＹ軸方向の大きさに対しては近傍領域になるが、Ｚ軸方向の大きさに対しては遠方領域になっているものとする。この測定距離において波源及び観測点を固定し被測定物をＸＹ面内で回転させ（走査角：φ）、散乱電界Ｅｓ（φ）を測定する。ここで、散乱電界は、電界強度のみでなく位相情報も測定する必要がある。測定範囲がφｗの散乱電界から、次の式（３）で散乱体固有の等価散乱係数Ｓｅ（ｙ）を求めることができる。
【０００８】
【数３】
【０００９】
次に、被測定物をＹ軸に投影した領域相当ｙｗの等価散乱係数Ｓｅ（ｙ）から、次の式（４）で遠方領域におけるレーダ断面積（ＲＣＳ）σを求めることができる。
【００１０】
【数４】
【００１１】
このＲＣＳ測定法では、近傍領域の散乱電界Ｅｓ（φ）は、電界強度だけでなく位相情報も測定する必要がある。
【００１２】
一方、近傍領域の散乱電界の位相情報を用いず、電界強度のみからＲＣＳを推定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このＲＣＳ推定方法について、図６を用いて説明する。
【００１３】
図６は、従来のＲＣＳ推定方法を示す図である。図６において、被測定物１、送信アンテナ４、受信アンテナ５が描かれている。被測定物１を回転する走査方法は、上記従来例に示した方法と同様とする。また、図６において、近傍領域の距離ρ１、ρ２において、散乱電界の振幅のみ測定する。ここで、被測定物１の大きさ、距離ρ１、ρ２は、式（２）を満たすものとする。特許文献１において、等価散乱係数Ｓｅ（ｙ）から、近傍領域の距離ρ、走査角φにおける散乱電界Ｅｓ（φ）は、次の式（５）で求めることができる。
【００１４】
【数５】
【００１５】
ここで、積分範囲ｙｗは、被測定物１のＹ軸への投影領域相当である。この座標系において、図６に示すように異なる距離ρ１、ρ２に送受信アンテナ４、５を設置してそれぞれにおいて散乱電界Ｅｓ１、Ｅｓ２を測定し、これらの測定値から図７に示すフローチャートの手順で遠方ＲＣＳを求める。次に、これらの各手順について説明する。
【００１６】
必要とするデータは上述した距離ρ１、ρ２における散乱電界の測定値であるが、位相成分は不明で電界強度のみを測定する。また、それぞれの電界強度を振幅Ａ１、Ａ２とする（ステップ９０１）。
【００１７】
次に、距離ρ１での散乱電界の位相成分は不明であるが、初期条件として位相Ｐ１が０であると仮定する（ステップ９０２）。
【００１８】
次に、距離ρ１における散乱電界が振幅Ａ１、位相Ｐ１であると仮定し、式（３）に従い等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）を求める（ステップ９０３）。
【００１９】
次に、ステップ９０３で求めた等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ２における散乱電界を求め、その振幅をＡ２’、位相をＰ２’とする（ステップ９０４）。
【００２０】
次に、ステップ９０４で得られた位相Ｐ２’、最初の測定で得られた振幅Ａ２を距離ρ２における散乱電界とし、式（３）に従い等価散乱係数Ｓｅ”（ｙ）を求める（ステップ９０５）。
【００２１】
次に、ステップ９０３、ステップ９０５でそれぞれ得られた等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）、Ｓｅ”（ｙ）の差が十分小さいか否か判定する。Ｓｅ’（ｙ）、Ｓｅ”（ｙ）は位置ｙにより異なるため、例えば被測定物１のｙ軸投影領域相当内に等間隔にｍ点の参照点｛ｙｉ｜ｉ＝１、・・・、ｍ｝をとり、これらの参照点でのＳｅ’（ｙ）、Ｓｅ”（ｙ）の誤差平均が微小量δ以下であるか否か判定すればよい。
【００２２】
【数６】
【００２３】
式（６）を満たす場合（ＹＥＳ）には、十分収束していると判定しステップ９０９に進み、これらの等価散乱係数から遠方ＲＣＳを計算する。式（６）を満たさない場合（ＮＯ）には、次のステップ９０７に進む（ステップ９０６）。
【００２４】
ステップ９０５で求めた等価散乱係数Ｓｅ”（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ１における散乱電界を求め、その振幅をＡ１”、位相をＰ１”とする（ステップ９０７）。
【００２５】
次に、距離ρ１における位相Ｐ１をステップ９０７で得られたＰ１”で置き換え、ステップ９０３から繰り返す（ステップ９０８）。
【００２６】
そして、ステップ９０６で収束条件が満たされている場合には、等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）あるいはＳｅ”（ｙ）で式（４）に従い遠方領域におけるＲＣＳを求める（ステップ９０９）。
【００２７】
上述したステップ９０３〜ステップ９０８を繰り返し行うことにより、初期値の散乱電界として位相情報がなくても、真の等価散乱係数に近いものを得ることができ、遠方でのＲＣＳを求めることができる。
【００２８】
【特許文献１】特許第３６７２２３９号公報
【非特許文献１】稲沢良夫、千葉勇著「近傍領域の１次元散乱界測定値を用いた遠方ＲＣＳ推定法」１９９９年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１−１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
２つの従来例を説明したが、特に位相情報を用いない後者の従来例は、２つの近傍領域の散乱電界の振幅パターンから、遠方領域のＲＣＳを求める方法が示されている。この後者の従来例には、３つ以上の近傍領域の散乱電界の振幅パターンから、遠方領域のＲＣＳを求めることができることが示唆されているが、具体的なアルゴリズムが示されていない。この後者の従来例の内容からは、ＲＣＳの推定精度の改善のため、３つ以上の近傍領域の散乱電界の振幅パターンから遠方領域のＲＣＳを求めることができないという問題点があった。
【００３０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のレーダ断面積を推定することができるレーダ断面積の測定装置及び方法並びにレーダ断面積の測定プログラムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
この発明に係るレーダ断面積の測定装置は、水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを設け、前記制御ユニットは、前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１の手段と、前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２の手段と、前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２の手段により仮定あるいは第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３の手段と、前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４の手段と、前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４の手段により推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５の手段と、前記第３の手段から前記第５の手段までの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３の手段から前記第５の手段までの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７の手段の処理に移行する第６の手段と、前記第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４の手段により推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７の手段と、前記第７の手段により評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３の手段の処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９の手段の処理に移行する第８の手段と、前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９の手段とを有するものである。
【発明の効果】
【００３２】
この発明に係るレーダ断面積の測定装置は、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のレーダ断面積を推定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置について図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の構成を示す斜視図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３４】
図１において、この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置は、被測定物１と、被測定物１を回転走査させる回転機構２と、被測定物１及び回転機構２を支持する支持機構３と、被測定物１に電波を送信する送信アンテナ４と、被測定物１からの電波を受信する受信アンテナ５と、送受信アンテナ支持機構６と、送受信アンテナ移動機構部７と、送受信アンテナ移動用レール８（送受信アンテナ移動機構部７と送受信アンテナ移動用レール８で移動機構を構成する）と、これらの装置の制御を行う例えばＣＰＵ、メモリなどを含むコンピュータから構成される制御ユニット１００とが設けられている。
【００３５】
被測定物１は、回転機構２で任意の角度に回転することができる。また、送信アンテナ４及び受信アンテナ５は、送受信アンテナ移動用レール８上にあり、被測定物１から任意の距離に移動することができる。
【００３６】
制御ユニット１００は、後述する方法に従って送信アンテナ４及び受信アンテナ５を駆動して、測定した散乱電界から被測定物１の遠方領域におけるレーダ断面積を求める。
【００３７】
つぎに、この実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図２は、この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の測定方法を説明する座標系を示す図である。
【００３９】
図２において、被測定物１、送信アンテナ４、受信アンテナ５などが描かれている。座標系及び被測定物１を回転する走査方法は、従来例に示した方法と同様とする。従って、上記の式（２）〜（５）が成立する。
【００４０】
制御ユニット１００は、図２に示すように、この座標系において、異なる距離ρ１、ρ２、ρ３に送受信アンテナ４、５を設置してそれぞれにおいて散乱電界を測定し、これらの測定値から図３に示すフローチャートの手順で遠方ＲＣＳを求める。次に、これらの各手順について説明する。
【００４１】
まず、ステップ１０１において、制御ユニット１００は、必要とするデータは上述した距離ρ１、ρ２、ρ３における散乱電界の測定値であるが、位相成分は不明で電界強度のみ測定する。また、それぞれの電界強度を振幅パターンＡ１（φ）、Ａ２（φ）、Ａ３（φ）とする。
【００４２】
次に、ステップ１０２において、距離ρ１での散乱電界の位相成分は不明であるが、初期条件として位相パターンＰ１（φ）が０であると仮定する。
【００４３】
次に、ステップ１０３において、ステップ１０１で測定した距離ρ１における散乱電界の振幅パターンＡ１（φ）と、ステップ１０２あるいはステップ１０５で推定された位相パターンＰ１（φ）から、式（３）に従い等価散乱係数Ｓ１ｅ（ｙ）を求め、この等価散乱係数Ｓ１ｅ（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ２における振幅パターンＡ２’（φ）、位相パターンＰ２（φ）を求める。
【００４４】
次に、ステップ１０４において、ステップ１０１で測定した距離ρ２における散乱電界の振幅パターンＡ２（φ）と、ステップ１０３で推定された位相パターンＰ２（φ）から等価散乱係数Ｓ２ｅ（ｙ）を求め、この等価散乱係数Ｓ２ｅ（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ３における振幅パターンＡ３’（φ）、位相パターンＰ３（φ）を求める。
【００４５】
次に、ステップ１０５において、ステップ１０１で測定した距離ρ３における散乱電界の振幅パターンＡ３（φ）と、ステップ１０４で推定された位相パターンＰ３（φ）から等価散乱係数Ｓ３ｅ（ｙ）を求め、この等価散乱係数Ｓ３ｅ（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ１における振幅パターンＡ１’（φ）、位相パターンＰ１（φ）を求める。
【００４６】
次に、ステップ１０６において、ステップ１０３〜ステップ１０５の繰り返し回数ｉが、所定の回数ｎ以下の場合（ＮＯ）には、ステップ１０３〜ステップ１０５を繰り返すようにステップ１０３に移行する。一方、繰り返し回数ｉが、所定の回数ｎより大きい場合（ＹＥＳ）には、次のステップ１０７に移行する。
【００４７】
ステップ１０７において、ステップ１０３、１０４、１０５で得られた振幅パターンＡ１’（φ）、Ａ２’（φ）、Ａ３’（φ）と、ステップ１０１で測定したＡ１（φ）、Ａ２（φ）、Ａ３（φ）の誤差Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を、次の式（７）に従い評価する。
【００４８】
【数７】
【００４９】
ここで、φＷはＲＣＳ推定に使用する角度範囲、φＳは周囲の極大値を探索する角度範囲を示す。
【００５０】
次に、ステップ１０８において、ステップ１０７で求めた誤差Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の最小値が、所定のクライテリアδ以上の場合（ＮＯ）には、まだ収束が不十分であると判断し、ステップ１０３に戻り、所定のクライテリアδより小さい場合（ＹＥＳ）には、収束したと判断して、次のステップ１０９に移行する。なお、このδは、式（６）中のδと概念が同じ微小量を表し、値そのものは異なる。
【００５１】
最後に、ステップ１０９において、制御ユニット１００は、ステップ１０７の誤差Ｅｊ（ｊ＝１，２，３）が最小となるｊの等価散乱係数Ｓｊｅ（ｙ）から、式（４）に従い遠方領域のレーダ断面積（ＲＣＳ）を推定する。
【００５２】
上述した方法により、初期値の散乱電界として位相情報がなくても、真の等価散乱係数に近いものを得ることができ、遠方領域でのＲＣＳを求めることができる。また、本実施の形態では、３つの測定距離で測定した散乱電界の測定値を用いたが、４つ以上の位置で測定した散乱電界に対して同様の処理を行ってもよい。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、周波数が高いこと等で散乱電界の位相の測定が困難な場合にも遠方領域でのＲＣＳを得ることができる。また、位相測定機構のない簡易な測定系、装置を実現できるという効果がある。また、直接、遠方領域でのＲＣＳを測定する測定系と比べてコンパクトな測定系、装置を実現することができる。
【００５４】
なお、図４に示すように、高精度に散乱電界強度を測定するため、被測定物１と送信アンテナ４及び受信アンテナ５間に電波吸収体９を設置し、高精度に散乱電界強度を測定できるようにしてもよい。電波吸収体９が設置されているため、地面反射などの不要波の影響を取り除くことができ、高精度に散乱電界を測定できるため、高精度に遠方領域でのＲＣＳを求めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の測定方法を説明する座標系を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の別の構成を示す斜視図である。
【図５】従来のレーダ断面積の測定方法で定義されている遠方ＲＣＳ推定用の座標系を示す図である。
【図６】従来のＲＣＳ推定方法を説明する座標系を示す図である。
【図７】従来のレーダ断面積の測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 被測定物、２ 回転機構、３ 支持機構、４ 送信アンテナ、５ 受信アンテナ、６ 送受信アンテナ支持機構、７ 送受信アンテナ移動機構部、８ 送受信アンテナ移動用レール、９ 電波吸収体、１００ 制御ユニット。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、近傍領域のレーダ断面積から遠方領域のレーダ断面積を推定するレーダ断面積の測定装置に関し、特に、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のレーダ断面積を推定するレーダ断面積の測定装置及び方法並びにレーダ断面積の測定プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダ断面積（ＲＣＳ：Radar Cross Section）は、無限遠方で測定したものとして規定されるため、被測定物から十分遠方で測定する必要がある。通常、被測定物の最大径をＤ、測定波長をλとすると、十分遠方で測定するためには測定距離Ｒは、次の式（１）を満たさなければならない。
【０００３】
【数１】
【０００４】
しかし、十分な測定レンジがとれない場合、遠方領域のＲＣＳを求める方法の一つとして、近傍領域での測定値から遠方領域のＲＣＳを推定する方法が提案されている。例えば、近傍領域で測定した散乱電界から遠方領域のレーダ断面積を求める方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
図５は、従来のレーダ断面積の測定方法で定義されている遠方ＲＣＳ推定用の座標系を示す図である。図５において、推定するＲＣＳの方向をＸ軸とし、被測定物のある原点から距離ρの位置に実際に測定する波源及び観測点Ｐ（送信アンテナ及び受信アンテナ）を設置する。このとき、被測定物のＹ軸方向及びＺ軸方向の最大長をＨｗ、Ｚｗ、測定波長をλとし、測定距離ρは、次の式（２）を満たす近傍領域とする。
【０００６】
【数２】
【０００７】
すなわち、被測定物のＹ軸方向の大きさに対しては近傍領域になるが、Ｚ軸方向の大きさに対しては遠方領域になっているものとする。この測定距離において波源及び観測点を固定し被測定物をＸＹ面内で回転させ（走査角：φ）、散乱電界Ｅｓ（φ）を測定する。ここで、散乱電界は、電界強度のみでなく位相情報も測定する必要がある。測定範囲がφｗの散乱電界から、次の式（３）で散乱体固有の等価散乱係数Ｓｅ（ｙ）を求めることができる。
【０００８】
【数３】
【０００９】
次に、被測定物をＹ軸に投影した領域相当ｙｗの等価散乱係数Ｓｅ（ｙ）から、次の式（４）で遠方領域におけるレーダ断面積（ＲＣＳ）σを求めることができる。
【００１０】
【数４】
【００１１】
このＲＣＳ測定法では、近傍領域の散乱電界Ｅｓ（φ）は、電界強度だけでなく位相情報も測定する必要がある。
【００１２】
一方、近傍領域の散乱電界の位相情報を用いず、電界強度のみからＲＣＳを推定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このＲＣＳ推定方法について、図６を用いて説明する。
【００１３】
図６は、従来のＲＣＳ推定方法を示す図である。図６において、被測定物１、送信アンテナ４、受信アンテナ５が描かれている。被測定物１を回転する走査方法は、上記従来例に示した方法と同様とする。また、図６において、近傍領域の距離ρ１、ρ２において、散乱電界の振幅のみ測定する。ここで、被測定物１の大きさ、距離ρ１、ρ２は、式（２）を満たすものとする。特許文献１において、等価散乱係数Ｓｅ（ｙ）から、近傍領域の距離ρ、走査角φにおける散乱電界Ｅｓ（φ）は、次の式（５）で求めることができる。
【００１４】
【数５】
【００１５】
ここで、積分範囲ｙｗは、被測定物１のＹ軸への投影領域相当である。この座標系において、図６に示すように異なる距離ρ１、ρ２に送受信アンテナ４、５を設置してそれぞれにおいて散乱電界Ｅｓ１、Ｅｓ２を測定し、これらの測定値から図７に示すフローチャートの手順で遠方ＲＣＳを求める。次に、これらの各手順について説明する。
【００１６】
必要とするデータは上述した距離ρ１、ρ２における散乱電界の測定値であるが、位相成分は不明で電界強度のみを測定する。また、それぞれの電界強度を振幅Ａ１、Ａ２とする（ステップ９０１）。
【００１７】
次に、距離ρ１での散乱電界の位相成分は不明であるが、初期条件として位相Ｐ１が０であると仮定する（ステップ９０２）。
【００１８】
次に、距離ρ１における散乱電界が振幅Ａ１、位相Ｐ１であると仮定し、式（３）に従い等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）を求める（ステップ９０３）。
【００１９】
次に、ステップ９０３で求めた等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ２における散乱電界を求め、その振幅をＡ２’、位相をＰ２’とする（ステップ９０４）。
【００２０】
次に、ステップ９０４で得られた位相Ｐ２’、最初の測定で得られた振幅Ａ２を距離ρ２における散乱電界とし、式（３）に従い等価散乱係数Ｓｅ”（ｙ）を求める（ステップ９０５）。
【００２１】
次に、ステップ９０３、ステップ９０５でそれぞれ得られた等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）、Ｓｅ”（ｙ）の差が十分小さいか否か判定する。Ｓｅ’（ｙ）、Ｓｅ”（ｙ）は位置ｙにより異なるため、例えば被測定物１のｙ軸投影領域相当内に等間隔にｍ点の参照点｛ｙｉ｜ｉ＝１、・・・、ｍ｝をとり、これらの参照点でのＳｅ’（ｙ）、Ｓｅ”（ｙ）の誤差平均が微小量δ以下であるか否か判定すればよい。
【００２２】
【数６】
【００２３】
式（６）を満たす場合（ＹＥＳ）には、十分収束していると判定しステップ９０９に進み、これらの等価散乱係数から遠方ＲＣＳを計算する。式（６）を満たさない場合（ＮＯ）には、次のステップ９０７に進む（ステップ９０６）。
【００２４】
ステップ９０５で求めた等価散乱係数Ｓｅ”（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ１における散乱電界を求め、その振幅をＡ１”、位相をＰ１”とする（ステップ９０７）。
【００２５】
次に、距離ρ１における位相Ｐ１をステップ９０７で得られたＰ１”で置き換え、ステップ９０３から繰り返す（ステップ９０８）。
【００２６】
そして、ステップ９０６で収束条件が満たされている場合には、等価散乱係数Ｓｅ’（ｙ）あるいはＳｅ”（ｙ）で式（４）に従い遠方領域におけるＲＣＳを求める（ステップ９０９）。
【００２７】
上述したステップ９０３〜ステップ９０８を繰り返し行うことにより、初期値の散乱電界として位相情報がなくても、真の等価散乱係数に近いものを得ることができ、遠方でのＲＣＳを求めることができる。
【００２８】
【特許文献１】特許第３６７２２３９号公報
【非特許文献１】稲沢良夫、千葉勇著「近傍領域の１次元散乱界測定値を用いた遠方ＲＣＳ推定法」１９９９年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１−１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
２つの従来例を説明したが、特に位相情報を用いない後者の従来例は、２つの近傍領域の散乱電界の振幅パターンから、遠方領域のＲＣＳを求める方法が示されている。この後者の従来例には、３つ以上の近傍領域の散乱電界の振幅パターンから、遠方領域のＲＣＳを求めることができることが示唆されているが、具体的なアルゴリズムが示されていない。この後者の従来例の内容からは、ＲＣＳの推定精度の改善のため、３つ以上の近傍領域の散乱電界の振幅パターンから遠方領域のＲＣＳを求めることができないという問題点があった。
【００３０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のレーダ断面積を推定することができるレーダ断面積の測定装置及び方法並びにレーダ断面積の測定プログラムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
この発明に係るレーダ断面積の測定装置は、水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを設け、前記制御ユニットは、前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１の手段と、前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２の手段と、前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２の手段により仮定あるいは第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３の手段と、前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４の手段と、前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４の手段により推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５の手段と、前記第３の手段から前記第５の手段までの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３の手段から前記第５の手段までの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７の手段の処理に移行する第６の手段と、前記第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４の手段により推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７の手段と、前記第７の手段により評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３の手段の処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９の手段の処理に移行する第８の手段と、前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９の手段とを有するものである。
【発明の効果】
【００３２】
この発明に係るレーダ断面積の測定装置は、３つの異なる距離の近傍領域で測定した散乱電界の振幅情報のみから遠方領域のレーダ断面積を推定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置について図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の構成を示す斜視図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３４】
図１において、この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置は、被測定物１と、被測定物１を回転走査させる回転機構２と、被測定物１及び回転機構２を支持する支持機構３と、被測定物１に電波を送信する送信アンテナ４と、被測定物１からの電波を受信する受信アンテナ５と、送受信アンテナ支持機構６と、送受信アンテナ移動機構部７と、送受信アンテナ移動用レール８（送受信アンテナ移動機構部７と送受信アンテナ移動用レール８で移動機構を構成する）と、これらの装置の制御を行う例えばＣＰＵ、メモリなどを含むコンピュータから構成される制御ユニット１００とが設けられている。
【００３５】
被測定物１は、回転機構２で任意の角度に回転することができる。また、送信アンテナ４及び受信アンテナ５は、送受信アンテナ移動用レール８上にあり、被測定物１から任意の距離に移動することができる。
【００３６】
制御ユニット１００は、後述する方法に従って送信アンテナ４及び受信アンテナ５を駆動して、測定した散乱電界から被測定物１の遠方領域におけるレーダ断面積を求める。
【００３７】
つぎに、この実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３８】
図２は、この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の測定方法を説明する座標系を示す図である。
【００３９】
図２において、被測定物１、送信アンテナ４、受信アンテナ５などが描かれている。座標系及び被測定物１を回転する走査方法は、従来例に示した方法と同様とする。従って、上記の式（２）〜（５）が成立する。
【００４０】
制御ユニット１００は、図２に示すように、この座標系において、異なる距離ρ１、ρ２、ρ３に送受信アンテナ４、５を設置してそれぞれにおいて散乱電界を測定し、これらの測定値から図３に示すフローチャートの手順で遠方ＲＣＳを求める。次に、これらの各手順について説明する。
【００４１】
まず、ステップ１０１において、制御ユニット１００は、必要とするデータは上述した距離ρ１、ρ２、ρ３における散乱電界の測定値であるが、位相成分は不明で電界強度のみ測定する。また、それぞれの電界強度を振幅パターンＡ１（φ）、Ａ２（φ）、Ａ３（φ）とする。
【００４２】
次に、ステップ１０２において、距離ρ１での散乱電界の位相成分は不明であるが、初期条件として位相パターンＰ１（φ）が０であると仮定する。
【００４３】
次に、ステップ１０３において、ステップ１０１で測定した距離ρ１における散乱電界の振幅パターンＡ１（φ）と、ステップ１０２あるいはステップ１０５で推定された位相パターンＰ１（φ）から、式（３）に従い等価散乱係数Ｓ１ｅ（ｙ）を求め、この等価散乱係数Ｓ１ｅ（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ２における振幅パターンＡ２’（φ）、位相パターンＰ２（φ）を求める。
【００４４】
次に、ステップ１０４において、ステップ１０１で測定した距離ρ２における散乱電界の振幅パターンＡ２（φ）と、ステップ１０３で推定された位相パターンＰ２（φ）から等価散乱係数Ｓ２ｅ（ｙ）を求め、この等価散乱係数Ｓ２ｅ（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ３における振幅パターンＡ３’（φ）、位相パターンＰ３（φ）を求める。
【００４５】
次に、ステップ１０５において、ステップ１０１で測定した距離ρ３における散乱電界の振幅パターンＡ３（φ）と、ステップ１０４で推定された位相パターンＰ３（φ）から等価散乱係数Ｓ３ｅ（ｙ）を求め、この等価散乱係数Ｓ３ｅ（ｙ）から、式（５）に従い距離ρ１における振幅パターンＡ１’（φ）、位相パターンＰ１（φ）を求める。
【００４６】
次に、ステップ１０６において、ステップ１０３〜ステップ１０５の繰り返し回数ｉが、所定の回数ｎ以下の場合（ＮＯ）には、ステップ１０３〜ステップ１０５を繰り返すようにステップ１０３に移行する。一方、繰り返し回数ｉが、所定の回数ｎより大きい場合（ＹＥＳ）には、次のステップ１０７に移行する。
【００４７】
ステップ１０７において、ステップ１０３、１０４、１０５で得られた振幅パターンＡ１’（φ）、Ａ２’（φ）、Ａ３’（φ）と、ステップ１０１で測定したＡ１（φ）、Ａ２（φ）、Ａ３（φ）の誤差Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を、次の式（７）に従い評価する。
【００４８】
【数７】
【００４９】
ここで、φＷはＲＣＳ推定に使用する角度範囲、φＳは周囲の極大値を探索する角度範囲を示す。
【００５０】
次に、ステップ１０８において、ステップ１０７で求めた誤差Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の最小値が、所定のクライテリアδ以上の場合（ＮＯ）には、まだ収束が不十分であると判断し、ステップ１０３に戻り、所定のクライテリアδより小さい場合（ＹＥＳ）には、収束したと判断して、次のステップ１０９に移行する。なお、このδは、式（６）中のδと概念が同じ微小量を表し、値そのものは異なる。
【００５１】
最後に、ステップ１０９において、制御ユニット１００は、ステップ１０７の誤差Ｅｊ（ｊ＝１，２，３）が最小となるｊの等価散乱係数Ｓｊｅ（ｙ）から、式（４）に従い遠方領域のレーダ断面積（ＲＣＳ）を推定する。
【００５２】
上述した方法により、初期値の散乱電界として位相情報がなくても、真の等価散乱係数に近いものを得ることができ、遠方領域でのＲＣＳを求めることができる。また、本実施の形態では、３つの測定距離で測定した散乱電界の測定値を用いたが、４つ以上の位置で測定した散乱電界に対して同様の処理を行ってもよい。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、周波数が高いこと等で散乱電界の位相の測定が困難な場合にも遠方領域でのＲＣＳを得ることができる。また、位相測定機構のない簡易な測定系、装置を実現できるという効果がある。また、直接、遠方領域でのＲＣＳを測定する測定系と比べてコンパクトな測定系、装置を実現することができる。
【００５４】
なお、図４に示すように、高精度に散乱電界強度を測定するため、被測定物１と送信アンテナ４及び受信アンテナ５間に電波吸収体９を設置し、高精度に散乱電界強度を測定できるようにしてもよい。電波吸収体９が設置されているため、地面反射などの不要波の影響を取り除くことができ、高精度に散乱電界を測定できるため、高精度に遠方領域でのＲＣＳを求めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の測定方法を説明する座標系を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の制御ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係るレーダ断面積の測定装置の別の構成を示す斜視図である。
【図５】従来のレーダ断面積の測定方法で定義されている遠方ＲＣＳ推定用の座標系を示す図である。
【図６】従来のＲＣＳ推定方法を説明する座標系を示す図である。
【図７】従来のレーダ断面積の測定装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１ 被測定物、２ 回転機構、３ 支持機構、４ 送信アンテナ、５ 受信アンテナ、６ 送受信アンテナ支持機構、７ 送受信アンテナ移動機構部、８ 送受信アンテナ移動用レール、９ 電波吸収体、１００ 制御ユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、
前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、
前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、
前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、
前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１の手段と、
前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２の手段と、
前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２の手段により仮定あるいは第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３の手段と、
前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４の手段と、
前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４の手段により推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５の手段と、
前記第３の手段から前記第５の手段までの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３の手段から前記第５の手段までの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７の手段の処理に移行する第６の手段と、
前記第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４の手段により推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７の手段と、
前記第７の手段により評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３の手段の処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９の手段の処理に移行する第８の手段と、
前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９の手段とを有する
ことを特徴とするレーダ断面積の測定装置。
【請求項２】
前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナとの間に設置した電波吸収体をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１記載のレーダ断面積の測定装置。
【請求項３】
水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、
前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、
前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、
前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、
前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを備えたレーダ断面積の測定装置において、
前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１のステップと、
前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２のステップと、
前記第１のステップにより測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２のステップにより仮定あるいは第５のステップにより推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３のステップと、
前記第１のステップにより測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３のステップにより推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４のステップと、
前記第１のステップにより測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４のステップにより推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５のステップと、
前記第３のステップから前記第５のステップまでの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３のステップから前記第５のステップまでの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７のステップの処理に移行する第６のステップと、
前記第５のステップにより推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１のステップにより測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３のステップにより推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１のステップにより測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４のステップにより推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１のステップにより測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７のステップと、
前記第７のステップにより評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３のステップの処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９のステップの処理に移行する第８のステップと、
前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９のステップと
を含むことを特徴とするレーダ断面積の測定方法。
【請求項４】
水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、
前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、
前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、
前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、
前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを備えたレーダ断面積の測定装置において、
前記制御ユニットに、
前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１の手順と、
前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２の手順と、
前記第１の手順により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２の手順により仮定あるいは第５の手順により推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３の手順と、
前記第１の手順により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３の手順により推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４の手順と、
前記第１の手順により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４の手順により推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５の手順と、
前記第３の手順から前記第５の手順までの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３の手順から前記第５の手順までの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７の手順の処理に移行する第６の手順と、
前記第５の手順により推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１の手順により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３の手順により推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１の手順により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４の手順により推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１の手順により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７の手順と、
前記第７の手順により評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３の手順の処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９の手順の処理に移行する第８の手順と、
前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９の手順と
を実行させるためのレーダ断面積の測定プログラム。
【請求項１】
水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、
前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、
前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、
前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、
前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１の手段と、
前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２の手段と、
前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２の手段により仮定あるいは第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３の手段と、
前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４の手段と、
前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４の手段により推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５の手段と、
前記第３の手段から前記第５の手段までの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３の手段から前記第５の手段までの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７の手段の処理に移行する第６の手段と、
前記第５の手段により推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１の手段により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３の手段により推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１の手段により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４の手段により推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１の手段により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７の手段と、
前記第７の手段により評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３の手段の処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９の手段の処理に移行する第８の手段と、
前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９の手段とを有する
ことを特徴とするレーダ断面積の測定装置。
【請求項２】
前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナとの間に設置した電波吸収体をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１記載のレーダ断面積の測定装置。
【請求項３】
水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、
前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、
前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、
前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、
前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを備えたレーダ断面積の測定装置において、
前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１のステップと、
前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２のステップと、
前記第１のステップにより測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２のステップにより仮定あるいは第５のステップにより推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３のステップと、
前記第１のステップにより測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３のステップにより推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４のステップと、
前記第１のステップにより測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４のステップにより推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５のステップと、
前記第３のステップから前記第５のステップまでの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３のステップから前記第５のステップまでの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７のステップの処理に移行する第６のステップと、
前記第５のステップにより推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１のステップにより測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３のステップにより推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１のステップにより測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４のステップにより推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１のステップにより測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７のステップと、
前記第７のステップにより評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３のステップの処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９のステップの処理に移行する第８のステップと、
前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９のステップと
を含むことを特徴とするレーダ断面積の測定方法。
【請求項４】
水平方向において大きく、かつ垂直方向において前記水平方向に比べて小さい被測定物を水平面で回転走査させる回転機構と、
前記被測定物に電波を送信する送信アンテナと、
前記被測定物からの電波を受信する受信アンテナと、
前記被測定物から近傍領域内において前記被測定物と前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの間の距離が異なる第１、第２及び第３の距離に前記送信アンテナ及び前記受信アンテナを水平方向に移動させる移動機構と、
前記回転機構、前記送信アンテナ、前記受信アンテナ及び前記移動機構を駆動制御して遠方領域のレーダ断面積を求める制御ユニットとを備えたレーダ断面積の測定装置において、
前記制御ユニットに、
前記第１、第２及び第３の距離における散乱電界の強度を散乱電界の第１、第２及び第３の振幅として測定する第１の手順と、
前記第１の距離における散乱電界の第１の位相を、初期条件として０と仮定する第２の手順と、
前記第１の手順により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第２の手順により仮定あるいは第５の手順により推定した第１の距離における散乱電界の第１の位相とから第１の等価散乱係数を求め、この第１の等価散乱係数から第２の距離における散乱電界の第２の振幅と第２の位相を推定する第３の手順と、
前記第１の手順により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第３の手順により推定した第２の距離における散乱電界の第２の位相とから第２の等価散乱係数を求め、この第２の等価散乱係数から第３の距離における散乱電界の第３の振幅と第３の位相を推定する第４の手順と、
前記第１の手順により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第４の手順により推定された第３の距離における散乱電界の第３の位相とから第３の等価散乱係数を求め、この第３の等価散乱係数から第１の距離における散乱電界の第１の振幅と第１の位相を推定する第５の手順と、
前記第３の手順から前記第５の手順までの処理の繰り返し回数が、所定の回数以下の場合には、前記第３の手順から前記第５の手順までの繰り返し処理に移行し、所定の回数より大きい場合には、第７の手順の処理に移行する第６の手順と、
前記第５の手順により推定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅と、前記第１の手順により測定した第１の距離における散乱電界の第１の振幅との第１の誤差、前記第３の手順により推定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅と、前記第１の手順により測定した第２の距離における散乱電界の第２の振幅との第２の誤差、及び前記第４の手順により推定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅と、前記第１の手順により測定した第３の距離における散乱電界の第３の振幅との第３の誤差を評価する第７の手順と、
前記第７の手順により評価した第１の誤差、第２の誤差及び第３の誤差の最小値が、所定の値以上の場合には、第３の手順の処理に移行し、所定の値より小さい場合には、第９の手順の処理に移行する第８の手順と、
前記第１、第２及び第３の誤差のうち最小となる誤差に対応する、前記第１、第２及び第３の距離のいずれかに対応する等価散乱係数から遠方領域のレーダ断面積を推定する第９の手順と
を実行させるためのレーダ断面積の測定プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９７２７（Ｐ２０１０−１９７２７Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８１３４３（Ｐ２００８−１８１３４３）
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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