(57)【要約】【課題】  少ないアンテナ素子からなるアレイアンテナを用いて対象物の画像を生成することができる電子機器及びイメージング方法を提供すること。【解決手段】  実施形態による電子機器は、二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子と、いずれかのアンテナ素子より送信され対象物で反射された電波をいずれかのアンテナ素子により受信して得られる信号を取得する処理部と、を備える。複数のアンテナ素子の配置位置は、二次元領域上の第１領域内で、略半波長のｍ倍、ｎ倍（ｍとｎとは２以上の正の整数であり、互いに素である）の第１、第２間隔だけ第１方向に離れて位置する複数の第１、第２位置と、二次元領域上の第２領域内で、略半波長のｐ倍、ｑ倍（ｐとｑとは２以上の正の整数であり、互いに素である）の第３、第４間隔だけ第１方向と直交する第２方向に離れて位置する複数の第３、第４位置と、を少なくとも含む。【選択図】  図２
2020085461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を用いて対象物の画像を生成するための電子機器であって、
二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得する処理部と、を備え、
前記複数のアンテナ素子が配置される位置は、
前記二次元領域上の第１領域内で、略半波長のｍ（ｍは２以上の正の整数）倍の第１間隔だけ第１方向に離れて位置する複数の第１位置と、
前記第１領域内で、略半波長のｎ倍（ｎは２以上の正の整数、ただし、ｍとｎとは互いに素である）の第２間隔だけ前記第１方向に離れて位置する複数の第２位置と、
前記二次元領域上の第２領域内で、略半波長のｐ（ｐは２以上の正の整数）倍の第３間隔だけ前記第１方向と直交する第２方向に離れて位置する複数の第３位置と、
前記第２領域内で、略半波長のｑ倍（ｑは２以上の正の整数、ただし、ｐとｑとは互いに素である）の第４間隔だけ離れて位置する複数の第４位置と、を少なくとも含む、電子機器。
【請求項２】
前記対象物の画像は、前記複数の第１位置に配置されたアンテナ素子で受信される第１信号、前記複数の第２位置に配置されたアンテナ素子で受信される第２信号、前記複数の第３位置に配置されたアンテナ素子で受信される第３信号、及び、前記複数の第４位置に配置されたアンテナ素子で受信される第４信号に基づいて生成される、請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
電波を用いて対象物の画像を生成するための電子機器であって、
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号に基づいて前記複数のアンテナ素子のうちの複数対のアンテナ素子間に位置する複数の仮想アンテナ素子の受信信号を求める処理部と、を備え、
前記複数の仮想アンテナ素子の位置は、
二次元領域上の第１領域内で、略半波長のｍ（ｍは２以上の正の整数）倍の第１間隔だけ第１方向に離れて位置する複数の第１位置と、
前記第１領域内で、略半波長のｎ倍（ｎは２以上の正の整数、ただし、ｍとｎとは互いに素である）の第２間隔だけ前記第１方向に離れて位置する複数の第２位置と、
前記二次元領域上の第２領域内で、略半波長のｐ（ｐは２以上の正の整数）倍の第３間隔だけ前記第１方向と直交する第２方向に離れて位置する複数の第３位置と、
前記第２領域内で、略半波長のｑ倍（ｑは２以上の正の整数、ただし、ｐとｑとは互いに素である）の第４間隔だけ離れて位置する複数の第４位置とを少なくとも含む、電子機器。
【請求項４】
前記複数の送信アンテナ素子と前記複数の受信アンテナ素子は前記二次元領域の外側に位置する請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記対象物の画像は、前記複数の第１位置の仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第２位置の仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第３位置の仮想アンテナ素子の受信信号、及び、前記複数の第４位置の仮想アンテナ素子の受信信号に基づいて生成される、請求項３記載の電子機器。
【請求項６】
電波を用いて対象物の画像を生成するための電子機器であって、
複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得し、取得した信号に基づいて前記複数のアンテナ素子のうちの複数対のアンテナ素子間に位置する複数の仮想アンテナ素子の受信信号を求める処理部と、を備え、
前記複数のアンテナ素子及び前記複数の仮想アンテナ素子の位置は、
二次元領域上の第１領域内で、略半波長のｍ（ｍは２以上の正の整数）倍の第１間隔だけ第１方向に離れて位置する複数の第１位置と、
前記第１領域内で、略半波長のｎ倍（ｎは２以上の正の整数、ただし、ｍとｎとは互いに素である）の第２間隔だけ前記第１方向に離れて位置する複数の第２位置と、
前記二次元領域上の第２領域内で、略半波長のｐ（ｐは２以上の正の整数）倍の第３間隔だけ前記第１方向と直交する第２方向に離れて位置する複数の第３位置と、
前記第２領域内で、略半波長のｑ倍（ｑは２以上の正の整数、ただし、ｐとｑとは互いに素である）の第４間隔だけ離れて位置する複数の第４位置と、を少なくとも含む、電子機器。
【請求項７】
前記複数のアンテナ素子は前記二次元領域の行方向及び列方向に位置し、前記複数のアンテナ素子の一部は前記二次元領域の外部に位置する請求項６記載の電子機器。
【請求項８】
前記複数のアンテナ素子の一部は前記二次元領域の内部に位置し、
前記複数のアンテナ素子の他の一部は前記二次元領域の外部に位置する請求項６記載の電子機器。
【請求項９】
前記複数のアンテナ素子は前記二次元領域の内部に位置する請求項６記載の電子機器。
【請求項１０】
前記対象物の画像は、前記複数の第１位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第２位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第３位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号、及び、前記複数の第４位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号に基づいて生成される、請求項６記載の電子機器。
【請求項１１】
前記処理部は、前記取得した信号に基づいて前記複数のアンテナ素子のうちの複数対のアンテナ素子間の中点に位置する複数の仮想アンテナ素子の受信信号を求める請求項６記載の電子機器。
【請求項１２】
電波を用いて対象物の画像を生成するためのイメージング方法であって、
二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得することを備え、
前記複数のアンテナ素子が配置される位置は、
前記二次元領域上の第１領域内で、略半波長のｍ（ｍは２以上の正の整数）倍の第１間隔だけ第１方向に離れて位置する複数の第１位置と、
前記第１領域内で、略半波長のｎ倍（ｎは２以上の正の整数、ただし、ｍとｎとは互いに素である）の第２間隔だけ前記第１方向に離れて位置する複数の第２位置と、
前記二次元領域上の第２領域内で、略半波長のｐ（ｐは２以上の正の整数）倍の第３間隔だけ前記第１方向と直交する第２方向に離れて位置する複数の第３位置と、
前記第２領域内で、略半波長のｑ倍（ｑは２以上の正の整数、ただし、ｐとｑとは互いに素である）の第４間隔だけ離れて位置する複数の第４位置と、を少なくとも含む、イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は電波を用いて対象物の画像を生成する電子機器及びイメージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波、例えばミリ波を用いて対象物を調べる電子機器がある。この機器は複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナを備え、対象物の画像を再構成することができる。このようなアレイアンテナでは、アンテナ素子は略半波長の間隔で配置される。ミリ波を用いる場合、アンテナ素子の間隔は数ミリメートル（例えば、２ミリメートル以下）である。この場合、隣り合うアンテナ素子間の干渉により画像の質が低下する可能性がある。干渉の影響は、特に、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式の送受信を行う場合、問題になる。ミリ波を用いる場合、アンテナ素子間隔が狭いので、多数のアンテナ素子が必要であり、送信／受信時間が長いとともに、受信信号のデータ量が多く、演算時間も長い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７７４６２６６号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ジェラルド・ディ・マルチーノ（Gerardo Di Martino）等著，「互いに素な合成開口レータ：海上監視のための新収集モード」，Coprime Synthetic Aperture Radar (CopSAR): A New Acquisition Mode for Maritime Surveillance, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 53, No. 6, June 2015
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、少ないアンテナ素子からなるアレイアンテナを用いて対象物の画像を生成することができる電子機器及びイメージング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態による電子機器は、電波を用いて対象物の画像を生成する。電子機器は、二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得する処理部と、を備える。前記複数のアンテナ素子が配置される位置は、前記二次元領域上の第１領域内で、略半波長のｍ（ｍは２以上の正の整数）倍の第１間隔だけ第１方向に離れて位置する複数の第１位置と、前記第１領域内で、略半波長のｎ倍（ｎは２以上の正の整数、ただし、ｍとｎとは互いに素である）の第２間隔だけ前記第１方向に離れて位置する複数の第２位置と、前記二次元領域上の第２領域内で、略半波長のｐ（ｐは２以上の正の整数）倍の第３間隔だけ前記第１方向と直交する第２方向に離れて位置する複数の第３位置と、前記第２領域内で、略半波長のｑ倍（ｑは２以上の正の整数、ただし、ｐとｑとは互いに素である）の第４間隔だけ離れて位置する複数の第４位置と、を少なくとも含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による電子機器の構成の一例を示す図である。
【図２】第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一例を示す図である。
【図３】第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナと第２サブアレイアンテナそれぞれによる第１画像、第２画像の一例を示す図である。
【図４】図３に示した第１画像、第２画像のプロフィールの一例を示す図である。
【図５】第１実施形態により得られた対象物の画像の一例を示す図である。
【図６】第１実施形態によるイメージング方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂの一例を示す図である。
【図８】第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂの受信信号から第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの受信信号を求める演算処理の一例を示す図である。
【図９】第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂにより第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
【図１０】第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂにより第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の他の一例を示す図である。
【図１１】第３実施形態のアレイアンテナ１４Ｃの一例を示す図である。
【図１２】第３実施形態のアレイアンテナ１４Ｃにより第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
【図１３】第４実施形態のアレイアンテナ１４Ｄの一例を示す図である。
【図１４】第４実施形態のアレイアンテナ１４Ｄにより第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一部が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
【図１５】第５実施形態のアレイアンテナ１４Ｇの一例を示す図である。
【図１６】第５実施形態のアレイアンテナ１４Ｇにより第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一部が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
【図１７】第６実施形態のアレイアンテナの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。以下の説明は、実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、以下に説明する構成要素の構造、形状、配置、材質等に限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、互いの寸法の関係や比率が異なる要素が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介して接続されることも意味する。
【０００９】
［第１実施形態］  
図１は第１実施形態による電子機器の構成の一例を示す。この電子機器は、対象物（例えば、人）２６に対向して配置されるアレイアンテナ１４Ａと、アレイアンテナ１４Ａに接続される検知装置１２と、検知装置１２に接続される表示装置１８からなる。アレイアンテナ１４Ａは、四角形（ここでは、一例として正方形）の基板上に二次元配列される複数のアンテナ素子１６を備える二次元アレイアンテナである。基板はＸＹ平面に位置する。基板のサイズは対象物のサイズに応じている。アンテナ素子１６から電波が基板に直交するＺ方向に放射される。アレイアンテナ１４Ａから送信される電波の一例はミリ波（ＥＨＦ：Extra High Frequency）である。
【００１０】
検知装置１２は、アレイアンテナ１４Ａから送信される電波の送信方向に位置する３次元空間２２内の平面であってアレイアンテナ１４Ａと平行な平面２４内の対象物２６の画像を得ることができる。画像が得られる平面２４の位置は電波の送信から受信までの時間に応じている。電波の送信から受信までの時間を３次元空間２２内の多数の平面２４の位置に応じて設定し、多数の異なる位置の平面２４の画像を得ることにより、対象物２６の３次元画像を得ることができる。アレイアンテナとして、複数のアンテナ素子が一次元のライン（例えばＸ方向のライン）上に配列される一次元アレイアンテナが用いられる場合、３次元画像を得ることはできず、一次元アレイアンテナを含み電波の放射方向に延びるＸＺ平面内の対象物の二次元画像を得ることができる。この検知装置１２の利用の一例としては、空港や駅等の利用者のボディチェックがある。
【００１１】
詳細は図２を参照して後述するが、アレイアンテナ１４Ａは、基板上に混在する異なるアンテナ素子間隔の第１サブアレイアンテナと第２サブアレイアンテナからなる。複数のアンテナ素子１６の大半は第１サブアレイアンテナまたは第２サブアレイアンテナの構成要素であるが、いくつかのアンテナ素子１６は第１サブアレイアンテナ及び第２サブアレイアンテナに共通の構成要素である。
【００１２】
通常のアレイアンテナのアンテナ素子間隔は略半波長である（以下、説明の便宜上、このアレイアンテナを半波長アレイアンテナと称することがある）が、第１サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔は略半波長の２以上の正整数倍であり、第２サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔は略半波長の２以上の正整数倍である。このように、アレイアンテナ１４Ａはアンテナ素子間隔が略半波長より広くアンテナ素子がまばらに配置される疎な第１サブアレイアンテナと第２サブアレイアンテナからなる。以下、説明の便宜上、第１サブアレイアンテナと第２サブアレイアンテナはアンテナ素子間隔（正しくは、素子間隔を略半波長で除した数）が互いに素であるアレイアンテナと称することがある。
【００１３】
検知装置１２は各アンテナ素子１６に接続される送信機３２と受信機３４を含む。送信機３２又は受信機３４をアンテナ素子１６の数だけ用意し、送信機３２又は受信機３４をアンテナ素子１６にそれぞれ接続してもよいし、送信機３２又は受信機３４をアンテナ素子１６の数より少ない数だけ用意し、送信機３２又は受信機３４をセレクタを介して複数のアンテナ素子１６に共通に接続してもよい。
【００１４】
アレイアンテナの送受信方法は、送信と受信を同一のアンテナ素子で行うモノスタティック（mono-static）法と、送信と受信を別々のアンテナ素子で行うバイスタティック（bi-static）法あるいはマルチスタティック（multi-static）法がある。１つのアンテナ素子から送信し、他の１つのアンテナ素子で受信するのがバイスタティック法であり、１つのアンテナ素子から送信し、他の複数のアンテナ素子で受信するのがマルチスタティック法である。第１実施形態はモノスタティック法を採用する。そのため、各アンテナ素子１６は送受信アンテナ素子である。
【００１５】
送信機３２と受信機３４はコントローラ４０により制御される。送信機３２と受信機３４は有線あるいは無線によりコントローラ４０に接続される。コントローラ４０は、送信機３２の送信周波数、帯域、サブアレイアンテナ毎とアンテナ素子１６毎の送信タイミング等を制御し、サブアレイアンテナ毎とアンテナ素子１６毎の受信機３４の受信タイミング（送信から受信までの時間）等を制御する。１つのアンテナ素子１６の受信信号は対象物２６の１つの画素の画像信号に対応する。コントローラ４０は、サブアレイアンテナ毎にアンテナ素子１６を順次変更（スキャンとも称する）するとともに、受信タイミングを変更する。各アンテナ素子１６から送信された電波の対象物２６による反射波が電波を送信したアンテナ素子１６で受信される。
【００１６】
受信機３４で受信した受信信号は画像生成回路３６に供給され、第１サブアレイアンテナの受信信号による対象物２６の３次元画像を示す第１画像信号と、第２サブアレイアンテナの送受信による対象物２６の３次元画像を示す第２画像信号が生成される。画像生成回路３６の画像再構成アルゴリズムは時間領域法や周波数領域法やその他の任意のアルゴリズムを用いることができる。
【００１７】
第１画像信号と第２画像信号が画像処理装置３８に供給され、第１画像信号と第２画像信号が結合され、合成画像信号が生成される。画像生成回路３６と画像合成回路３８もコントローラ４０により制御される。画像生成回路３６と画像合成回路３８は有線あるいは無線により接続される。受信機３４と画像生成回路３６も有線あるいは無線により接続される。合成画像信号は表示装置１８に供給され、合成画像が表示装置１８で表示される。この画像を観察することにより、対象物２６が危険物（例えば、銃）２８を所持していることを検知することができる。画像処理回路３８と表示装置１８も有線あるいは無線により接続される。
【００１８】
図２はアレイアンテナ１４Ａの一例を示す。アレイアンテナ１４Ａには一定間隔ｄ（ここでは略半波長λ／２）の仮想的な格子が定義され、仮想的な格子の交点にアンテナ素子１６（図２ではアンテナ素子は４２、４４、４６として表記する）が配置される。ただし、アレイアンテナ１４Ａでは、半波長アレイアンテナのように全ての格子交点にアンテナ素子が配置されるのではなく、大半の格子交点（図２の破線で示す円）には実際のアンテナ素子が配置されない。アレイアンテナ１４Ａのアンテナ素子１６は複数の第１アンテナ素子４２と、複数の第２アンテナ素子４４と、複数の第３アンテナ素子４６からなる。複数のアンテナ素子４２、４４、４６は、一部の例外を除いては、格子間隔の数倍の間隔でＸ、Ｙ方向に二次元的に配列される。すなわち、アレイアンテナ１４Ａでは、半波長アレイアンテナにおける配置よりまばらにアンテナ素子が配置され、半波長アレイアンテナよりも疎なアレイアンテナであり、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。
【００１９】
第１アンテナ素子４２はＸ方向に略半波長ｄのｍ倍の間隔Ｄ１＝ｍｄで配置され、第２アンテナ素子４４はＸ方向に略半波長ｄのｎ倍の間隔Ｄ２＝ｎｄで配置される。ｍとｎは互いに素である２以上の正の整数であり、例えばｍ＝３、ｎ＝４である。ｍとｎの具体的な数値はこれに限定されず、何でも良い。第１アンテナ素子４２はＹ方向に略半波長ｄのｐ倍の間隔Ｄ３＝ｐｄで配置され、第２アンテナ素子４４はＹ方向に略半波長ｄのｑ倍の間隔Ｄ４＝ｑｄで配置される。ｐとｑは互いに素である２以上の正の整数であり、例えばｐ＝３、ｑ＝４である。ｐとｑの具体的な数値はこれに限定されず、何でも良い。例えば、ｍとｐが異なり、ｎとｑが異なり、アンテナ素子の間隔はＸ方向とＹ方向とで異なっていても良い。第３アンテナ素子４６はアレイアンテナ１４Ａの４隅に配置される。第１アンテナ素子４２と第３アンテナ素子４６により素子間隔Ｄ１＝３ｄの第１サブアレイアンテナが構成され、第２アンテナ素子４４と第３アンテナ素子４６により素子間隔Ｄ２＝４ｄの第２サブアレイアンテナが構成される。このように、第１サブアレイアンテナと第２サブアレイアンテナはアンテナ素子間隔が互いに素であるアレイアンテナである。第３アンテナ素子４６は第１サブアレイアンテナに含まれるとともに、第２サブアレイアンテナにも含まれる。
【００２０】
アンテナ素子間隔が互いに素である２つのアレイアンテナを用いて生成される画像の分解能は、アンテナ素子の間隔には無関係であり、アレイの開口（サイズ）とアンテナ素子のビームパターンにより決まる。アレイサイズの大きさは自由に設定でき、対象物の断面積と同じとし、アレイアンテナが対象物を完全にカバーすることができる。任意の位置の送信アンテナ素子が対象物に電波を送信し、任意の位置の受信アンテナ素子が対象物から反射された電波を受信することができるように、ビームパターンは設定される。そのため、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａによる画像の分解能は半波長アレイアンテナによる画像の分解能と一致させることができる。第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａのアンテナ素子数は３７個である。半波長アレイアンテナでは、全ての格子交点にアンテナ素子が配置されるので、アンテナ素子数は１６９個であり、第１実施形態によれば、アンテナ素子数を削減できる。アンテナ素子数が少ないと、送信／受信時間が短いとともに、受信信号のデータ量も少なく、演算時間も短い。
【００２１】
アンテナ素子が略半波長よりも広い間隔で配置されてなるアレイアンテナの特性を説明する。アンテナ素子数をＮとし、アンテナ素子間隔をＤとし、アンテナ素子間の励振位相差をβとし、対象物内の測定点の方角はアレイアンテナ面に対してθの角度であるとすると、２つのアンテナ素子から送信された電波の伝搬位相差はｋＤｃｏｓθである。ｋは波数である。
【００２２】
トータルの位相シフトψは以下で表される。
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β                          （１）
送信と受信の往復を考慮すると、波数ｋは４π／λで表される。したがって、正規化された放射パターンは以下で表される。
ＡＦ＝（１／Ｎ）（ｓｉｎ（Ｎψ／２）／ｓｉｎ（ψ／２））      （２）
（２）式は、アレイアンテナの放射パターンの一般的な表現である。（２）式の最大値は以下の場合に得られる。
【００２３】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β＝±２ｍπ                  （３）
ここで、ｍ＝［０，１，２，…］である。多くの場合、放射はアレイの軸に垂直な方向で最大になることが望ましい。第１の最大値がθ＝π／２の方向で得られるためには、以下が必要である。
【００２４】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β｜θ＝π／２＝β＝０          （４）
このため、アレイファクタの最大値がアレイアンテナの軸に垂直な方向で最大になるためには、全てのアンテナ素子が同じ励振位相である必要がある。しかしながら、Ｄ＝λ／２であり、β＝０であるので、トータルの位相シフトψは以下で表される。
【００２５】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β＝２πｃｏｓθ｜θ＝０，π＝±２π    （５）
（５）式のψを（２）式に代入すると、アレイファクタの最大値はθ＝０，πの場合に得られる。これは、アレイファクタは、３つの点（θ＝０，π／２，π）で最大値となることを意味する。２つの追加の最大値はグレーティングローブと称される。さらに、Ｄ＝２．５λ、β＝０であるならば、θ＝０の最大値は０＜θ＜π／２の角度範囲にシフトし、θ＝πの最大値はπ／２＜θ＜πの角度範囲にシフトし、２つの追加的なグレーティングローブが生じることが分かる。もしも、アンテナ素子間隔Ｄ＝５λに広げられると、メインローブの両側にそれぞれ１０本のグレーティングローブが生じる。
【００２６】
したがって、アンテナ素子間隔Ｄ＝ｎλ／２，ｎ＝１，２，３，…の場合、トータルの位相シフトψは以下で表される。
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β＝２πｎｃｏｓθ                （６）
２πｎｃｏｓθｍ＝２ｍπ                （７）
もし、（７）式を満たすθｍ（ｍ＝［０，１，２，…］）があれば、θｍはアレイファクタが最大値となる角度の集合である。すなわち、θｍ（ｍ＝［０，１，２，…］）は以下で表される。
【００２７】
θｍ＝ｃｏｓ−１（ｍ／ｎ）            （８）
図２の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔Ｄ１＝ｍｄ（ｍ＝３）と第２サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔Ｄ２＝ｎｄ（ｎ＝４）のｍとｎは互いに素であるので、同じ角度、すなわちアレイの垂直方向（Ｚ方向）で２つのサブアレイアンテナのアレイファクタが同時に最大値となることを（８）式は示す。
【００２８】
したがって、２つのサブアレイアンテナのグレーティングローブの位置は異なる。アンテナ素子が略半波長よりも広い間隔で配置されてなるアレイアンテナによる送受信によれば、グレーティングローブの位置に偽像（phantom）が生じる。したがって、アンテナ素子間隔が互いに素である２つのサブアレイアンテナによる送受信によって生じる偽像の位置は異なるので、２つのサブアレイアンテナによる送受信によって生じる２つの画像を画像処理することにより、偽像の影響を取り除くことができる。
【００２９】
このようにアンテナ素子間隔が互いに素である第１、第２サブアレイアンテナからなるアレイアンテナ１４Ａでは、ごく一部のアンテナ素子４２，４４の間隔はｄ（＝λ／２）であるが、大半のアンテナ素子の間隔は３ｄ、４ｄであるので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じないとともに、アンテナ素子が疎であるのでアンテナ素子数が少なく、送信／受信時間が短いとともに、受信信号のデータ量が少なく、演算時間も短い。
【００３０】
なお、アレイアンテナ１４Ａを構成するサブアレイアンテナの数は２つに限らず、３つ以上のサブアレイアンテナによりアレイアンテナ１４Ａが構成されてもよい。その場合も、いずれか２つのサブアレイアンテナのアンテナ素子間隔Ｄ１＝ｍｄと第２サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔Ｄ２＝ｎｄにおいて、ｍとｎは互いに素である２以上の正の整数である。
【００３１】
図３と、図４と、図５を参照して第１実施形態により得られる対象物の画像の一例を説明する。図３（ａ）は第１サブアレイアンテナを用いて電波を送受信することにより生成される第１画像の一例を示し、図３（ｂ）は第２サブアレイアンテナを用いて電波を送受信することにより生成される第２画像の一例を示す。図４は図３（ａ）に示す第１画像を示す画像信号ＳのＸ軸方向のプロフィール（実線）と図３（ｂ）に示す第２画像を示す画像信号ＳのＸ軸方向のプロフィール（破線）の一例を示す。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ素子間隔が略半波長より広い第１、第２サブアレイアンテナによる第１、第２画像は中央部に対象物の画像を含み、周辺部に対象物の偽像を含む。第１画像と第２画像において偽像の位置は異なる。そのため、各画素において第１画像信号と第２画像信号の絶対値の小さい方を選ぶことにより第１画像と第２画像を結合（合成）すると、図５に示すように偽像の影響のない合成画像を得ることができる。
【００３２】
図６は、第１実施形態による電子機器におけるイメージング方法の一例を示すフローチャートである。コントローラ４０は、ブロック５２で、複数の第１アンテナ素子４２と第３アンテナ素子４６からなる第１サブアレイアンテナを用いて電波を送受信する。コントローラ４０は、各アンテナ素子４２、４６から電波を順次送信し、各アンテナ素子４２、４６で電波を順次受信するように送信機３２と受信機３４を制御する。画像生成回路３６は、ブロック５４で、アンテナ素子４２、４６で受信した信号に基づいて第１画像を生成する。
【００３３】
コントローラ４０は、ブロック５６で、複数の第２アンテナ素子４４と第３アンテナ素子４６からなる第２サブアレイアンテナを用いて電波を送受信する。コントローラ４０は、各アンテナ素子４４、４６から電波を順次送信し、各アンテナ素子４４、４６で電波を順次受信しても良いし、第２サブアレイアンテナの全アンテナ素子４４、４６から電波を同時に送信し、各アンテナ素子４４、４６で電波を順次受信しても良い。画像生成回路３６は、ブロック５８で、アンテナ素子４４、４６で受信した信号に基づいて第２画像を生成する。
【００３４】
画像処理回路３８は、ブロック６０で、各画素において第１画像信号と第２画像信号の絶対値の小さい方を選ぶことにより第１画像と第２画像を結合し、偽像の影響のない合成画像を生成する。表示装置１８は、ブロック６２で、合成画像を表示する。
第１実施形態によれば、アンテナ素子間隔が互いに素である第１、第２サブアレイアンテナを用いてそれぞれ第１、第２画像を生成し、それらの最小値を選択するように第１、第２画像を結合することにより、虚像が生じない対象物の画像を得ることができる。アンテナ素子間隔が互いに素である第１、第２サブアレイアンテナによりそれぞれ電波を送受信しているので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じないとともに、アンテナ素子数が少ないので、送信／受信時間が短いとともに、受信信号のデータ量が少なく、演算時間も短い利点がある。さらに、二次元アレイアンテナ１４Ａを用いているので、対象物の３次元画像を得ることもできる。
【００３５】
［第２実施形態］  
モノスタティック法を採用した第１実施形態ではアンテナ素子数は３７個であり、半波長アレイアンテナのアンテナ素子数である１６９個に比べて大幅に削減されているが、アンテナ素子数をさらに減らす実施形態を以下に説明する。
【００３６】
図７は第２実施形態による電子機器のアレイアンテナ１４Ｂの一例を示す。第２実施形態による検知装置１２と表示装置１８は第１実施形態と同様なので、図示は省略する。第１実施形態はモノスタティック法を採用したが、第２実施形態はバイスタティック法を採用する。バイスタティック法の代わりにマルチスタティック法を採用しても良い。第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂは、第１実施形態の３７個のアンテナ素子より少ない数、例えば２７個のアンテナ素子からなる。２７個のアンテナ素子の中の１つのアンテナ素子は送受信アンテナ素子であり、残りのアンテナ素子は送信アンテナ素子あるいは受信アンテナ素子である。
【００３７】
バイスタティック法では、１つの送信アンテナ素子から電波を送信し、他の１つの受信アンテナ素子で対象物からの反射波を受信することにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成するアンテナ素子４２、４４、４６のいずれかで得られた受信信号を求めることができる。すなわち、第２実施形態の１つの送信アンテナ素子と１つの受信アンテナ素子の対が第１実施形態のアンテナ素子４２、４４、４６のいずれかと等価な働きをする。言い換えると、第２実施形態の１つの送信アンテナ素子と１つの受信アンテナ素子の対により第１実施形態のアンテナ素子４２、４４、４６のいずれかが置き換えられ、その結果、アンテナ素子数が削減される。
【００３８】
単なる置き換えではアンテナ素子数を削減できないが、１つの送信アンテナ素子と複数の受信アンテナ素子で複数の対を構成すること、または複数の送信アンテナ素子と１つの受信アンテナ素子で複数の対を構成することにより、アレイアンテナのアンテナ素子数は３７個から２７個にさらに削減することができる。２７個のアンテナ素子からなるアレイアンテナ１４Ｂは、３７個のアンテナ素子からなりアンテナ素子間隔が互いに素である第１、第２サブアレイアンテナからなる第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａと等価な機能を実現することができる。
【００３９】
第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂは、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａより若干大きいサイズの基板上に形成される。図７において、内部が空白の正方形領域が第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対応する領域である。アレイアンテナ１４Ｂは、アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の周囲の４辺に額縁のように配置された４つの直線状のアンテナ部１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄを備える。アレイアンテナ１４Ａの略半波長間隔の仮想的な格子がアレイアンテナ１４Ｂの領域にも定義され、仮想的な格子の交点の１つおきにアンテナ素子が配置される。そのため、アンテナ素子の間隔Ｄ５は略１波長λである。
【００４０】
アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の上辺に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０２Ａは、間隔Ｄ５の７個のアンテナ素子を備える。７個のアンテナ素子の中の３個のアンテナ素子Ｒｘ１は第１実施形態の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する受信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｒｘ２は第１実施形態の第２サブアレイアンテナのアンテナ素子４４に対応する受信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｒｘ１／Ｒｘ２は第１実施形態の第１、第２サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子４２、４４に対応する受信アンテナ素子である。
【００４１】
アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の下辺に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０２Ｃは、間隔Ｄ５の８個のアンテナ素子を備える。８個のアンテナ素子の中の２個のアンテナ素子Ｒｘ１は第１実施形態の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する受信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｒｘ２は第１実施形態の第２サブアレイアンテナのアンテナ素子４４に対応する受信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｒｘ１／Ｒｘ２は第１実施形態の第１、第２サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子４２、４４に対応する受信アンテナ素子であり、１個のアンテナ素子Ｔｘ１は第１実施形態の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する送信アンテナ素子であり、１個のアンテナ素子Ｔｘ２／Ｒｘ１は第１実施形態の第１、第２サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子４２、４４に対応する送信／受信アンテナ素子である。
【００４２】
アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の右辺に配置されるＹ方向に延びるアンテナ部１０２Ｂは、間隔Ｄ５の６個のアンテナ素子を備える。６個のアンテナ素子の中の２個のアンテナ素子Ｔｘ１は第１実施形態の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する送信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｔｘ２は第１実施形態の第２サブアレイアンテナのアンテナ素子４４に対応する送信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２は第１実施形態の第１、第２サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子４２、４４に対応する送信アンテナ素子である。
【００４３】
アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の左辺に配置されるＹ方向に延びるアンテナ部１０２Ｄは、間隔Ｄ５の６個のアンテナ素子を備える。６個のアンテナ素子の中の２個のアンテナ素子Ｔｘ１は第１実施形態の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する送信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｔｘ２は第１実施形態の第２サブアレイアンテナのアンテナ素子４４に対応する送信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２は第１実施形態の第１、第２サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子４２、４４に対応する送信アンテナ素子である。
【００４４】
なお、第１実施形態のアレイアンテナ１４ＡにおいてＸ方向とＹ方向のアンテナ素子間隔が異なる場合は、第２実施形態において、Ｘ方向に沿ったアンテナ部１０２Ａと１０２Ｃのアンテナ素子間隔とＹ方向に沿ったアンテナ部１０２Ｂと１０２Ｄのアンテナ素子間隔とは異なる。
【００４５】
第１実施形態では各アンテナ素子４２、４４、４６に送信機３２と受信機３４が接続されているが、第２実施形態では、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２には受信機３４は接続されず、受信アンテナ素子Ｒｘ１、Ｒｘ２には送信機３２は接続されない。図１の検知装置１２の他の構成は第２実施形態でも同様である。
【００４６】
図８は第２実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第１実施形態の送受信アンテナ素子が置き換えられる様子を示す。置き換えることにより、第２実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対は第１実施形態の送受信アンテナ素子と等価な仮想アンテナ素子を実現する。図８では、アンテナ素子Ｔｘ／Ｒｘは第１実施形態の１つの送受信アンテナ素子を示し、アンテナ素子Ｔｘ１（又はＴｘ２）は第２実施形態の１つの送信アンテナ素子を示し、アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ２）は第２実施形態の１つの受信アンテナ素子を示す。
【００４７】
送信アンテナ素子Ｔｘ１（又はＴｘ２）の座標を（ｘ１，ｙ１）とし、受信アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ２）の座標を（ｘ１，ｙ１＋ｖ）とし、送受信アンテナ素子Ｔｘ／Ｒｘの座標を（ｘ１，ｙ１＋ｖ／２）とする。すなわち、送受信アンテナ素子Ｔｘ／Ｒｘは送信アンテナ素子Ｔｘ１（又はＴｘ２）と受信アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ２）の中点に位置するとする。ＸＹ座標の原点は対象物内に位置するとする。なお、説明の便宜上、送信アンテナ素子Ｔｘ１（又はＴｘ２）と受信アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ２）のＸ座標は同じとしたが、異なっていても良い。モノスタティック法の送受信アンテナ素子Ｔｘ／Ｒｘの受信信号（複素数）をＳｍ（ｖ／２，ω）とし、バイスタティック法の受信アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ）の受信信号（複素数）をＳｂ（ｖ，ω）とする。
【００４８】
送信アンテナ素子Ｔｘ１（又はＴｘ２）とＸＹ座標の原点との距離をＲ１とし、受信アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ２）とＸＹ座標の原点との距離をＲ２とし、Ｒ１とＲ２との差の絶対値がＲ１より十分小さければ、すなわち｜Ｒ１−Ｒ２｜≪Ｒ１であれば、モノスタティック法の受信信号とバイスタティック法の受信信号に間には以下の関係が成り立つ。
【００４９】
Ｓｍ（ｖ／２，ω）＝ｅｘｐ（−ｊｋｖ２／４Ｒ１）Ｓｂ（ｖ，ω）      （９）
ここで、ωは角周波数である。（９）式から、バイスタティック法の受信アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ）の受信信号Ｓｂ（ｖ，ω）の位相を補償することにより、バイスタティック法の送信アンテナ素子Ｔｘ１（又はＴｘ２）と受信アンテナ素子Ｒｘ１（又はＲｘ）の中点に位置するモノスタティック法の送受信アンテナ素子Ｔｘ／Ｒｘの受信信号Ｓｍ（ｖ／２，ω）を求めることができることが判る。
【００５０】
図９と図１０は第２実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対がその中点に仮想アンテナ素子を実現することにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの送受信アンテナ素子を設ける必要が無くなり、アンテナ素子数が削減される具体例を示す。
【００５１】
図９に示すように、アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の左辺に配置されＹ方向に延びるアンテナ部１０２Ｄ内の送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ１、Ｔｘ１／Ｔｘ２と、アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の上辺に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０２Ａ又はアレイアンテナ１４Ａに対応する領域の下辺に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０２Ｃ内の受信アンテナ素子Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ１／Ｒｘ２との対により、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの外周の送受信アンテナ素子が置き換えられる。
【００５２】
図９には示していないが、アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の右辺に配置されＹ方向に延びるアンテナ部１０２Ｂ内の送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ１／Ｔｘ２と、アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の上辺に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０２Ａ又はアレイアンテナ１４Ａに対応する領域の下辺に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０２Ｃ内の受信アンテナ素子Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ１／Ｒｘ２との対によっても、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの外周の送受信アンテナ素子が置き換えられる。
【００５３】
例えば、アンテナ部１０２Ｄの一番上の送信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２とアンテナ部１０２Ａの一番左の受信アンテナ素子Ｒｘ１／Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一番上の行の一番左のアンテナ素子４６（第１サブアレイアンテナと第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００５４】
アンテナ部１０２Ｄの一番上の送信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２とアンテナ部１０２Ａの右から４番目の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一番上の行の左から４列目（一番左を左から１列目とする）のアンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００５５】
アンテナ部１０２Ｄの一番上の送信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２とアンテナ部１０２Ａの右から３番目の受信アンテナ素子Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一番上の行の左から５列目のアンテナ素子４４（第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００５６】
アンテナ部１０２Ｄの一番上の送信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２とアンテナ部１０２Ａの一番右の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一番上の行の左から７列目（右からも７列目）のアンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００５７】
以下、同様に、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの１番左の列、１番右の列、一番下の行のアンテナ素子４２、４４、４６が置き換えられる。
第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの内部の送受信アンテナ素子は、図１０に示すように送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により、置き換えられる。
【００５８】
例えば、アンテナ部１０２Ｄの上から４番目の送信アンテナ素子Ｔｘ１とアンテナ部１０２Ａの右から４番目の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から４行目（一番上を上から１行目とする）の左から４列目の第１アンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００５９】
アンテナ部１０２Ｄの上から５番目の送信アンテナ素子Ｔｘ２とアンテナ部１０２Ａの右から２番目の受信アンテナ素子Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から５行目の左から５列目の第２アンテナ素子４４（第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００６０】
アンテナ部１０２Ｃの一番左の送信アンテナ素子Ｔｘ１とアンテナ部１０２Ａの一番右の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの中心（上から７行目（下からも７行目）の左から７列目（右からも７列目））の第１アンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００６１】
アンテナ部１０２Ｄの上から４番目の送信アンテナ素子Ｔｘ１とアンテナ部１０２Ａの一番右の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から４行目の左から７列目（右からも７列目）の第１アンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００６２】
アンテナ部１０２Ｃの一番左の送信アンテナ素子Ｔｘ１とアンテナ部１０２Ａの右から４番目の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から７行目の左から４列目の第１アンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００６３】
このように第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂを構成する受信アンテナ素子の受信信号から第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号と第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号を求めることができる。第２実施形態では、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを設けることなく、アレイアンテナ１４Ａを構成するアンテナ素子と等価の仮想アンテナ素子を実現する。
【００６４】
そのため、第２実施形態では、検知装置１２のコントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Ｔｘと受信アンテナ素子Ｒｘの対を順次設定し、送信アンテナ素子Ｔｘから電波を送信させ、対象物２６で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Ｒｘで受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第１画像が生成される。次に、同様に、コントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Ｔｘと受信アンテナ素子Ｒｘの対を順次設定し、送信アンテナ素子Ｔｘから電波を送信させ、対象物２６で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Ｒｘで受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第２画像が生成され、第１画像と第２画像が結合され、合成画像が生成される。
【００６５】
第２実施形態によれば、バイスタティック法の受信アンテナ素子の受信信号から、バイスタティック法の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の中点に位置するモノスタティック法の送受信アンテナ素子の受信信号を求めることにより、モノスタティック法の第１実施形態のアレイアンテナのアンテナ素子数より少ない数のアンテナ素子からなり、第１実施形態のアレイアンテナの複数のアンテナ素子の複数の受信信号と同じ複数の受信信号を得ることができるバイスタティック法のアレイアンテナを実現することができる。このように、第２実施形態によれば、アレイアンテナを構成するアンテナ素子数を第１実施形態よりも削減できるので、送信／受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第２実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。
【００６６】
［第３実施形態］  
図１１は第３実施形態による電子機器のアレイアンテナ１４Ｃの一例を示す。第３実施形態はモノスタティック法とバイスタティック法を併用する。なお、バイスタティック法の代わりにマルチスタティック法を採用しても良い。第３実施形態のアレイアンテナ１４Ｃは、第２実施形態の２７個のアンテナ素子より少ない数、例えば１３個のアンテナ素子からなる。１３個のアンテナ素子は送信アンテナ素子、受信アンテナ素子、送受信アンテナ素子を含む。第３実施形態でも第２実施形態と同様に１つの送信アンテナ素子と１つの受信アンテナ素子の対により第１実施形態の殆どのアンテナ素子４２、４４、４６が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される。１つの送信アンテナ素子と複数の受信アンテナ素子で複数の対を構成または複数の送信アンテナ素子と１つの受信アンテナ素子で複数の対を構成することにより、３７個のアンテナ素子より少ない数、例えば１３個のアンテナ素子からなるアレイアンテナ１４Ｃで３７個のアンテナ素子からなる第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａと等価な機能を実現することができる。
【００６７】
第２実施形態は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対応する領域の周囲に額縁状に配置されたアレイアンテナ１４Ｂを用いたが、第３実施形態は第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対応する領域及びその周囲の領域に形成される十字形状のアレイアンテナ１４Ｃを用いる。十字形状の中心（クロスポイント）は第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対応する領域の中心である。
【００６８】
第３実施形態のアレイアンテナ１４Ｃは、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの４倍のサイズの基板上に形成される。図１１に示す２つの正方形の中のサイズの小さい内側の正方形が第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対応する領域を示す。アレイアンテナ１４Ｂは、Ｘ軸方向に延びる直線状のアンテナ部１０４Ａと、Ｙ軸方向に延びアンテナ部１０４Ａとその中間点で直交する直線状のアンテナ部１０４Ｂを備える。アレイアンテナ１４Ａの略半波長間隔の仮想的な格子がアレイアンテナ１４Ｃの領域にも定義され、仮想的な格子の交点のいくつかおきにアンテナ素子が配置される。そのため、アレイアンテナ１４Ｃのアンテナ素子の間隔Ｄ５は略半波長より広い。
【００６９】
アンテナ部１０４Ａは７個のアンテナ素子を備える。７個のアンテナ素子の中の２個のアンテナ素子Ｔｘ１は第１実施形態の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する送信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｔｘ２は第１実施形態の第２サブアレイアンテナのアンテナ素子４４に対応する送信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２は第１実施形態の第１、第２サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子４２、４４に対応する送信アンテナ素子であり、１個のアンテナ素子Ｔｘ１／Ｒｘ１は第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの中央の格子交点に位置する第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する送受信アンテナ素子である。
【００７０】
アンテナ部１０４Ｂは６個のアンテナ素子を備える。６個のアンテナ素子の中の２個のアンテナ素子Ｒｘ１は第１実施形態の第１サブアレイアンテナのアンテナ素子４２に対応する受信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｒｘ２は第１実施形態の第２サブアレイアンテナのアンテナ素子４４に対応する受信アンテナ素子であり、２個のアンテナ素子Ｒｘ１／Ｒｘ２は第１実施形態の第１、第２サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子４２、４４に対応する受信アンテナ素子である。
【００７１】
なお、アンテナ部１０４Ａに関して説明した送受信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｒｘ１はアンテナ部１０４Ａにもアンテナ部１０４Ｂの両方に含まれ得るが、説明の便宜上アンテナ部１０４Ａに含まれるとする。反対に、送受信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｒｘ１はアンテナ部１０４Ａには含まれず、アンテナ部１０４Ｂに含まれるとしても良い。
【００７２】
アンテナ素子Ｔｘ１／Ｒｘ１はモノスタティック法のアンテナ素子であり、他のアンテナ素子はバイスタティック法又はマルチスタティック法のアンテナ素子である。バイスタティック法では、１つの送信アンテナ素子Ｔｘが電波を送信し、１つの受信アンテナ素子Ｒｘが受信する。マルチスタティック法では、１つの送信アンテナ素子Ｔｘが電波を送信し、複数の受信アンテナ素子Ｒｘが同時に受信する。
【００７３】
第１実施形態では各アンテナ素子４２、４４、４６に送信機３２と受信機３４が接続されているが、第３実施形態では、送信アンテナ素子Ｔｘ１、Ｔｘ２には受信機３４は接続されず、受信アンテナ素子Ｒｘ１、Ｒｘ２には送信機３２は接続されず、送受信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｒｘ１には送信機３２と受信機３４が接続される。図１の検知装置１２の他の構成は第３実施形態でも同様である。
【００７４】
図１２は第３実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第１実施形態の送受信アンテナ素子が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子を示す。
例えば、アンテナ部１０４Ａの一番上の送信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２とアンテナ部１０４Ｂの一番左の受信アンテナ素子Ｒｘ１／Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一番上の行の一番左のアンテナ素子４６（第１サブアレイアンテナと第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００７５】
アンテナ部１０４Ａの一番上の送信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２とアンテナ部１０４Ｂの左から２番目の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの１番上の行の左から４列目のアンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００７６】
アンテナ部１０４Ａの一番上の送信アンテナ素子Ｔｘ１／Ｔｘ２とアンテナ部１０４Ｂの左から３番目の受信アンテナ素子Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの１番上の行の左から５列目のアンテナ素子４４（第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００７７】
アンテナ部１０４Ａの上から２番目の送信アンテナ素子Ｔｘ１とアンテナ部１０４Ｂの一番左の受信アンテナ素子Ｒｘ１／Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から４行目の一番左の列のアンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００７８】
アンテナ部１０４Ａの上から２番目の送信アンテナ素子Ｔｘ１とアンテナ部１０４Ｂの左から２番目の受信アンテナ素子Ｒｘ１との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から４行目の左から４列目のアンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００７９】
アンテナ部１０４Ａの上から３番目の送信アンテナ素子Ｔｘ２とアンテナ部１０４Ｂの一番左の受信アンテナ素子Ｒｘ１／Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から５行目の一番左の列のアンテナ素子４４（第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００８０】
アンテナ部１０４Ａの上から３番目の送信アンテナ素子Ｔｘ２とアンテナ部１０４Ｂの左から３番目の受信アンテナ素子Ｒｘ２との対により第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から５行目の左から５列目のアンテナ素子４４（第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００８１】
以下、同様に、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの右上の四分の１の領域、右下の四分の１の領域、左下の四分の１の領域のアンテナ素子４２、４４、４６が置き換えられる。
ただし、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対応する領域の外側のみに配置される第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂと違い、第３実施形態のアレイアンテナ１４Ｃはアレイアンテナ１４Ａに対応する領域内にも配置される。そのため、アレイアンテナ１４Ａに対応する領域の中央の行と中央の列のアンテナ素子は、アレイアンテナ１４Ｃのアンテナ素子そのものが使用され、一対のアンテナ素子で置き換えられることはない。
【００８２】
このように第３実施形態のアレイアンテナ１４Ｃを構成する受信アンテナ素子の受信信号から第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号と第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号を求めることができる。
【００８３】
第３実施形態では、検知装置１２のコントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Ｔｘと受信アンテナ素子Ｒｘの対を順次設定し、送信アンテナ素子Ｔｘから電波を送信させ、対象物２６で反射した電波を上記対を構成する受信アンテナ素子Ｒｘで受信させるとともに、アレイアンテナ１４Ｃを構成する受信アンテナＲｘ１、Ｒｘ２で受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第１画像が生成される。次に、同様に、コントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Ｔｘと受信アンテナ素子Ｒｘの対を順次設定し、送信アンテナ素子Ｔｘから電波を送信させ、対象物２６で反射した電波を上記対を構成する受信アンテナ素子Ｒｘで受信させるとともに、アレイアンテナ１４Ｃを構成する受信アンテナＲｘ１、Ｒｘ２で受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第２画像が生成され、第１画像と第２画像が結合され、合成画像が生成される。
【００８４】
第３実施形態によれば、略半波長より広い間隔の送信アンテナ素子列と略半波長より広い間隔の受信アンテナ素子列を第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対応する領域及びその周囲の領域に十字形状に配置し、１対の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子により第１実施形態の送受信アンテナ素子が置き換えられる。１つの送信アンテナ素子又は受信アンテナ素子で複数のアンテナ対を構成することにより、アレイアンテナを構成するアンテナ素子数を３７個から１３個に削減することができる。このため、送信／受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第３実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。
【００８５】
［第４実施形態］  
図１３は第４実施形態による電子機器のアレイアンテナ１４Ｄの一例を示す。図１４は第４実施形態のアレイアンテナ１４Ｄにより第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一部のアンテナ素子が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子を示す。第４実施形態はモノスタティック法とバイスタティック法を併用する。第４実施形態のアレイアンテナ１４Ｄは、第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂが形成される領域と同じサイズの基板上に形成され、アレイアンテナ１４Ｅとアレイアンテナ１４Ｆからなる。
【００８６】
アレイアンテナ１４Ｅは、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａと同様にアンテナ素子間隔が互いに素な（Ｄ１＝３ｄ、Ｄ２＝４ｄ）２つのサブアレイアンテナが混在してなるアレイアンテナに対して、４つの送信アンテナ素子Ｔｘが追加されてなる。アレイアンテナ１４Ｅの領域にも略半波長間隔の仮想的な格子が定義され、アンテナ素子Ｔｘは仮想的な格子の交点に位置する。アレイアンテナ１４Ｅの４つの送信アンテナ素子Ｔｘ以外のアンテナ素子は第１実施形態と同様に送受信アンテナ素子４２、４４、４６である。全てのアンテナ素子の間隔は略半波長より広い。
【００８７】
アレイアンテナ１４Ｆは、第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂと同様にアレイアンテナ１４Ｅの周囲の４辺に額縁のように配置された４つの直線状のアンテナ部１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄを備える。アレイアンテナ１４Ｅの略半波長間隔の仮想的な格子がアレイアンテナ１４Ｆの領域まで延長され、アレイアンテナ１４Ｆの仮想的な格子の交点のいくつかに受信アンテナ素子Ｒｘが配置される。受信アンテナ素子Ｒｘ同士の間隔及び受信アンテナ素子Ｒｘとアレイアンテナ１４Ｅ内のアンテナ素子４２、４４との間隔は略半波長より広い。
【００８８】
アレイアンテナ１４Ｅの上端の外側に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０６Ａは、間隔が略半波長の２倍のλである２個の受信アンテナ素子Ｒｘを中央部に備える。アレイアンテナ１４Ｄの下端の外側に配置されＸ方向に延びるアンテナ部１０６Ｃも、間隔がλである２個の受信アンテナ素子Ｒｘを中央部に備える。アレイアンテナ１４Ｄの右端の外側に配置されＹ方向に延びるアンテナ部１０６Ｂも、間隔がλである２個の受信アンテナ素子Ｒｘを中央部に備える。アレイアンテナ１４Ｄの左端の外側に配置されＹ方向に延びるアンテナ部１０６Ｄも、間隔がλである２個の受信アンテナ素子Ｒｘを中央部に備える。
【００８９】
このように、アレイアンテナ１４Ｆは、第３実施形態の１３個のアンテナ素子より少ない個数、例えば８個のアンテナ素子からなる。第２実施形態と第３実施形態では、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第１実施形態の送受信アンテナ素子の全てが置き換えられたが、第４実施形態では、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第１実施形態の送受信アンテナ素子の一部のみが置き換えられる。
【００９０】
例えば、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに対して４個の送信アンテナ素子Ｔｘが追加され、アレイアンテナ１４Ａの外側に８個の受信アンテナ素子Ｒｘが追加されることにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの中の１６個のアンテナ素子が省略される。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａは３７個のアンテナ素子からなるが、図１３に示すように、第４実施形態のアレイアンテナ１４Ｅは２５個のアンテナ素子からなる。アレイアンテナ１４Ｆの８個のアンテナ素子を加えても、第４実施形態のアレイアンテナ１４Ｄは３３個のアンテナ素子からなり、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに比べてアンテナ素子数が削減される。
【００９１】
図１４は、バイスタティック法の第４実施形態のアレイアンテナによりモノスタティック法の第１実施形態のアレイアンテナが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す。
例えば、アレイアンテナ１４Ｅの上から２行目の左から２列目の送信アンテナ素子Ｔｘとアンテナ部１０６Ａの２つの受信アンテナ素子Ｒｘとの２つの対により、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一番上の行の左から４列目のアンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）と一番上の行の左から５列目のアンテナ素子４４（第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。置き換えられるアンテナ素子は図１４では破線で囲まれている。
【００９２】
アレイアンテナ１４Ｅの上から２行目の左から２列目の送信アンテナ素子Ｔｘとアンテナ部１０６Ｄの２つの受信アンテナ素子Ｒｘとの２つの対により、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの上から４行目の１番左の列のアンテナ素子４２（第１サブアレイアンテナに属する）と上から５行目の１番左の列のアンテナ素子４４（第２サブアレイアンテナに属する）が置き換えられる。
【００９３】
以下、同様に、アレイアンテナ１４Ｅの上から２行目の右から２列目の送信アンテナ素子Ｔｘとアンテナ部１０６Ａ、１０６Ｂのそれぞれ２つの受信アンテナ素子Ｒｘとの４つの対、アレイアンテナ１４Ｅの下から２行目の右から２列目の送信アンテナ素子Ｔｘとアンテナ部１０６Ｂ、１０６Ｃのそれぞれ２つの受信アンテナ素子Ｒｘとの４つの対、及びアレイアンテナ１４Ｅの下から２行目の左から２列目の送信アンテナ素子Ｔｘとアンテナ部１０６Ｃ、１０６Ｄのそれぞれ２つの受信アンテナ素子Ｒｘとの４つの対により、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの１２個のアンテナ素子４２、４４が置き換えられる。
【００９４】
第４実施形態では、コントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子から電波を送信するとともに、図１４の破線で囲むアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Ｔｘと受信アンテナ素子Ｒｘの対の送信アンテナ素子Ｔｘから電波を送信させ、対象物２６で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Ｒｘで受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第１画像が生成される。次に、同様に、コントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子から電波を送信するとともに、図１４の破線で囲むアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Ｔｘと受信アンテナ素子Ｒｘの対の送信アンテナ素子Ｔｘから電波を送信させ、対象物２６で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Ｒｘで受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第２画像が生成され、第１画像と第２画像が結合され、合成画像が生成される。
【００９５】
第４実施形態によれば、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａ内に送信アンテナ素子Ｔｘを追加し、第１実施形態のアレイアンテナ外部に受信アンテナ素子Ｒｘを追加することにより、バイスタティック法のアンテナ素子により第１実施形態のモノスタティック法によるアンテナ素子が置き換えられる。これにより、トータルのアンテナ素子数を削減することができ、送信／受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第４実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。
【００９６】
［第５実施形態］  
図１５は第５実施形態による電子機器のアレイアンテナ１４Ｇの一例を示す。第５実施形態もモノスタティック法とバイスタティック法を併用する。第５実施形態のアレイアンテナ１４Ｇは第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの変形例であり、アレイアンテナ１４Ａのいくつかのアンテナ素子が省略される。
【００９７】
例えば、アレイアンテナ１４Ｇでは、アレイアンテナ１４Ａの左から４列目の５個のアンテナ素子４２と、左から５列目の４個のアンテナ素子４４と、左から１０列目（右から４列目）の５個のアンテナ素子４２が削減される。このため、アレイアンテナ１４Ｇのアンテナ素子数は２３個となり、アレイアンテナ１４Ａのアンテナ素子数３７個に比べて減少する。これら以外は図２と同じである。すなわち、アレイアンテナ１４Ｇには略半波長間隔の仮想的な格子が定義され、仮想的な格子の交点のいくつかにアンテナ素子４２、４４、４６が配置される。複数のアンテナ素子４２、４４、４６は、一部の例外を除いては、格子間隔（λ／２）の数倍の間隔でＸ、Ｙ方向に二次元的に配列される。第５実施形態のアレイアンテナ１４Ｇでは左から４列目、５列目及び１０列目のアンテナ素子が省略されるので、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａに比べて略半波長間隔で配置されるアンテナ素子の数が減り、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。
【００９８】
図１６は第５実施形態のアレイアンテナ１４Ｇにより第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの一部が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す。
例えば、アレイアンテナ１４Ｇの一番左の列の５個のアンテナ素子４２、４６と同じ行の左から７列目（右からも７列目）の第１サブアレイアンテナに属する５個のアンテナ素子４２との対により、それらの中点に位置していたが削減された左から４列目の第１サブアレイアンテナに属する５個のアンテナ素子４２の受信信号を求めることができる。
【００９９】
同様に、アレイアンテナ１４Ｇの一番左の列の第２サブアレイアンテナに属する４個のアンテナ素子４４と左から９列目の第２サブアレイアンテナに属する４個のアンテナ素子４４との対により、それらの中点に位置していたが削減された左から５列目の第２サブアレイアンテナに属する４個のアンテナ素子４４の受信信号を求めることができる。
【０１００】
アレイアンテナ１４Ｇの左から７列目（右からも７列目、すなわち中央の列）の第１サブアレイアンテナに属する５個のアンテナ素子４２と最も右の列の５個のアンテナ素子４２、４６との対により、それらの中点に位置していたが削減された左から１０列目（右から４列目）の第１サブアレイアンテナに属する５個のアンテナ素子４２の受信信号を求めることができる。
【０１０１】
なお、一対のアンテナ素子のうち、いずれを送信アンテナ素子又は受信アンテナ素子にしても良い。
第５実施形態では、コントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するモノスタティック法のアンテナ素子から電波を送信させるとともに、図１６に示すバイスタティック法のアンテナ素子対の一方のアンテナ素子から電波を送信させ、対象物２６で反射した電波をモノスタティック法のアンテナ素子又はバイスタティック法のアンテナ素子対の他方のアンテナ素子対で受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第１サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第１画像が生成される。次に、同様に、コントローラ４０は、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するモノスタティック法のアンテナ素子から電波を送信させるとともに、図１６に示すバイスタティック法のアンテナ素子対の一方のアンテナ素子から電波を送信させ、対象物２６で反射した電波をモノスタティック法のアンテナ素子又はバイスタティック法のアンテナ素子対の他方のアンテナ素子対で受信させる。これにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａを構成する第２サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第１実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第２画像が生成され、第１画像と第２画像が結合され、合成画像が生成される。
【０１０２】
第５実施形態によれば、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａの送受信アンテナ素子の一部を送信アンテナ素子として動作させ、他の一部を受信アンテナ素子として動作させ、両者の中点に位置する送受信アンテナ素子の受信信号を求めることにより、第１実施形態のアレイアンテナ１４Ａをモノスタティック法とバイスタティック法の両者で送受信することができ、バイスタティック法のみで送受信する場合に比べて精度が上昇するとともに、アンテナ素子数を削減する（３７個から２５個に削減する）ことができ、送信／受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第５実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。
【０１０３】
［第６実施形態］  
図１７は第６実施形態による電子機器のアレイアンテナの一例を示す。アレイ間隔が互いに素な２つのアレイアンテナによる送受信におけるグレーティングローブの発生は、アレイアンテナのサイズを大きくすると抑えることができる。大きなサイズの基板に大きなサイズの１つのアレイアンテナを形成することは困難な場合がある。その代わりに、それぞれ小さいサイズアレイアンテナが形成された複数の小サイズの基板を組み合わせて大サイズのアレイアンテナを形成することができる。第６実施形態は、複数枚、例えば４枚の第１実施形態から第５実施形態のいずれかのアレイアンテナの基板を組み合わせて４倍のサイズのアレイアンテナを形成する。第１実施形態から第５実施形態のいずれかの同じアレイアンテナを貼り合わせても良いし、異なる実施形態のアレイアンテナを貼り合わせても良い。図１７は一例として図７に示した第２実施形態のアレイアンテナ１４Ｂを上下左右に４枚貼り合わせた例である。なお、貼り合わせる枚数は４枚に限らず、２枚でも３枚でも５枚以上でも良い。貼り合わせる態様は上下左右に限らず、上下方向のみ、左右方向のみでも良い。
【０１０４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
例えば、互いに素の数の組み合わせは３と４に限らず、２以上の任意の正の整数の組み合わせとすることができる。第２実施形態から第５実施形態の送信アンテナ素子Ｔｘ、受信アンテナ素子Ｒｘの配置は所望のアンテナ素子の置き換えが可能であればよく、自由に設計変更することができる。第５実施形態でも、図示の置き換えに限らず、他のアンテナ素子対により他のアンテナ素子が置き換えられても良い。電波もミリ波に限らず、サブミリ波、マイクロ波等の他の周波数帯域を用いても良い。２つのサブアレイアンテナによる２枚の画像を偽像がキャンセルされるように結合する手法も最小値選択法に限らず、他のキャンセル手法を用いても良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１２…検知装置、１４Ａ…アレイアンテナ、１６…アンテナ素子、２６…対象物、３２…送信機、３４…受信機、３６…画像生成回路、３８…画像処理回路、４０…コントローラ、４２、４４、４６…アンテナ素子
【図１】
2020085461.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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