マイクロ波リアルタイムアクティブイメージング装置の開発

本研究は,超広帯域対せき形フェルミアンテナを用いた地震・火災における人命探査,衣服を通した銃・爆発物の検知などに用いるアクティブイメージング装置の開発を目的としている.2〜18GHzのマイクロ波を対象物に照射して散乱波を受信するアクティブイメージング方式において,DC電圧の自己相関関数を用いるという独創的なアクティブイメージング方式を提案した.本手法は,広帯域にわたり挿引された電磁波を散乱体に照射し,物体から散乱された電磁波を二乗検波して得られる広帯域のパワースペクトルをフーリエ逆変換することにより自己相関関数応答を求め,これをパルス応答として用いることにより物体のイメージを得る方法である.自己相関パルス応答は散乱波の振幅のみを用いて求めることができるが,散乱波の複素振幅をフーリエ逆変換して得られるパルス応答の遅延時間に対応しないfalse応答を含んでいる.そこで送受信アンテナの素子間相互結合を利用したfalse応答の低減法を新たに提案した.提案手法を用い,2つの準モノスタティックパルスレーダを用いた物体の位置推定を行った結果,遅延中心位置を利用する高精度な位置推定できることが明らかとなった.さらに,散乱導体の形状推定の高速化を図るため,送信8素子同位相給電アレー・受信8素子アレーの平面走査を用いたベニヤ板背後の物体形状推定を行った.その結果,従来ベクトルネットワークアナライザを用いた場合の計測時間660分が約3分に短縮された.

本研究は,超広帯域対せき形フェルミアンテナを用いた地震・火災における人命探査,衣服を通した銃・爆発物の検知などに用いるアクティブイメージング装置の開発を目的としている.2〜18GHzのマイクロ波を対象物に照射して散乱波を受信するアクティブイメージング方式において,DC電圧の自己相関関数を用いるという独創的なアクティブイメージング方式を提案した.本手法は,広帯域にわたり挿引された電磁波を散乱体に照射し,物体から散乱された電磁波を二乗検波して得られる広帯域のパワースペクトルをフーリエ逆変換することにより自己相関関数応答を求め,これをパルス応答として用いることにより物体のイメージを得る方法である.自己相関パルス応答は散乱波の振幅のみを用いて求めることができるが,散乱波の複素振幅をフーリエ逆変換して得られるパルス応答の遅延時間に対応しないfalse応答を含んでいる.そこで送受信アンテナの素子間相互結合を利用したfalse応答の低減法を新たに提案した.提案手法を用い,2つの準モノスタティックパルスレーダを用いた物体の位置推定を行った結果,遅延中心位置を利用する高精度な位置推定できることが明らかとなった.さらに,散乱導体の形状推定の高速化を図るため,送信8素子同位相給電アレー・受信8素子アレーの平面走査を用いたベニヤ板背後の物体形状推定を行った.その結果,従来ベクトルネットワークアナライザを用いた場合の計測時間660分が約3分に短縮された.