超短パルスレーダの開発研究

1.超短パルスを入射波として用いたレーダ装置の製作:平成17年度製作した超短パルスレーダ装置(出力パルス幅65ps、振幅8V)に周波数6-18GHzのフィルターバンクを付加して、多チャンネル測定が可能なシステムとした。光源であるインパルスの広帯域特性を有効に利用するため、送受信アンテナとして、広帯域コルゲートホーンアンテナ、平面形ボウタイアンテナ、スパイラルアンテナを設計製作し比較を行った。2.生体イメージングの計算機シミュレーション:有限差分時間領域(FDTD)法を用いた計算機シミュレーションにより、超短パルスレーダを用いた乳がん検出の評価を行った。表面反射を除去するためのFinite Impulse Response (FIR)フィルタ、画像再構成のためのConfocal Microwave Imaging (CMI)法を適用することにより、腫瘍の位置が深さ7cm近傍にある場合でも検出することが可能であるとともに、腫瘍の大きさとしては2mmと非常に小さい場合でも検出でき、乳がんの早期発見も可能であることを実証した。3.生体情報測定への適用:本システムの応用として、動的および静的な生体情報測定に適用した。前者では、心拍および呼吸の同時測定、眼球運動の測定などに成功した。後者では、生体イメージングのための模擬実験を行った。試料として胸の生体ファントムを使用し、良性腫瘍、悪性腫瘍などのイメージングを試みた。4.コンクリート内部検査への適用:比較的低周波のマイクロ波を発生する超短パルスレーダ(出力パルス幅130ps、振幅10V)を構築し、コンクリート内部検査に適用した。送受信アンテナには広帯域スパイラルアンテナを使用し、15-30cm内部にあるクラック(〜1mm)や鉄筋(直径〜10mm)の存在をイメージすることに成功した。

1.超短パルスを入射波として用いたレーダ装置の製作:平成17年度製作した超短パルスレーダ装置(出力パルス幅65ps、振幅8V)に周波数6-18GHzのフィルターバンクを付加して、多チャンネル測定が可能なシステムとした。光源であるインパルスの広帯域特性を有効に利用するため、送受信アンテナとして、広帯域コルゲートホーンアンテナ、平面形ボウタイアンテナ、スパイラルアンテナを設計製作し比較を行った。2.生体イメージングの計算機シミュレーション:有限差分時間領域(FDTD)法を用いた計算機シミュレーションにより、超短パルスレーダを用いた乳がん検出の評価を行った。表面反射を除去するためのFinite Impulse Response (FIR)フィルタ、画像再構成のためのConfocal Microwave Imaging (CMI)法を適用することにより、腫瘍の位置が深さ7cm近傍にある場合でも検出することが可能であるとともに、腫瘍の大きさとしては2mmと非常に小さい場合でも検出でき、乳がんの早期発見も可能であることを実証した。3.生体情報測定への適用:本システムの応用として、動的および静的な生体情報測定に適用した。前者では、心拍および呼吸の同時測定、眼球運動の測定などに成功した。後者では、生体イメージングのための模擬実験を行った。試料として胸の生体ファントムを使用し、良性腫瘍、悪性腫瘍などのイメージングを試みた。4.コンクリート内部検査への適用:比較的低周波のマイクロ波を発生する超短パルスレーダ(出力パルス幅130ps、振幅10V)を構築し、コンクリート内部検査に適用した。送受信アンテナには広帯域スパイラルアンテナを使用し、15-30cm内部にあるクラック(〜1mm)や鉄筋(直径〜10mm)の存在をイメージすることに成功した。