(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に配置され、撮像対象に電磁波を送信し、当該撮像対象で反射した反射信号を受信する複数の送受信モジュールと、
前記反射信号の同相信号及び直交信号を取得するベースバンド回路と、
前記同相信号及び前記直交信号を測定データに用いて前記撮像対象をイメージング処理する画像処理部と、を備え、
前記送受信モジュールは、
送受信アンテナと、
前記送受信アンテナに前記電磁波による送信信号を給電する信号発生器と、
前記送受信アンテナで受信した反射信号の位相を変化させる移相器と、
前記送信信号と前記反射信号とを乗算する第１のミキサと、
前記送信信号と前記位相変化後の反射信号とを乗算する第２のミキサと、
を備えることを特徴とする電磁波イメージング装置。
【請求項２】
変調信号を生成する変調信号生成器と、
前記複数の送受信モジュールのうちいずれか１つを選択する切換器と、を更に備え、
前記送受信モジュールは、
前記変調信号により前記送信信号を強度変調し、前記変調信号が入力されない場合に前記送信信号を前記送受信アンテナに出力しない変調器を更に備えることを特徴とする請求項１記載の電磁波イメージング装置。
【請求項３】
前記送受信モジュールの受信特性歪を補正する歪補正係数を記憶する歪補正係数データ記憶部を更に備え、
前記画像処理部は、
前記イメージング処理する前に、前記測定データに前記歪補正係数を演算させる歪補正部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁波イメージング装置。
【請求項４】
前記歪補正係数データ記憶部は、前記歪補正係数を測定温度に対応付けて記憶し、
前記歪補正部は、
測定時の温度に対応する歪補正係数を用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項３記載の電磁波イメージング装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、
走査距離に対する前記測定データを取得して、前記取得した全ての測定データを所定の走査距離区間で分割し、前記分割後の測定データから走査距離に対する測定データの大きな変化を表す低周波成分信号と一致する近似関数を導出して、前記分割後の全ての測定データの各データ点について前記近似関数の値を差分するアレイ補正部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁波イメージング装置。
【請求項６】
前記変調器は、
ショットキーバリアダイオードを用いて構成されることを特徴とする請求項２記載の電磁波イメージング装置。
【請求項７】
前記歪補正係数は、
平板状又は円錐状の反射体と送受信アンテナとの間の距離を変化させながら取得した測定データを用いて事前計算されることを特徴とする請求項３又は４記載の電磁波イメージング装置。
【請求項８】
アレイ状に配置され、撮像対象に電磁波を送信し、当該撮像対象で反射した反射信号を受信する複数の送受信モジュールと、
前記反射信号の同相信号及び直交信号を取得するベースバンド回路と、
前記同相信号及び前記直交信号を測定データに用いて前記撮像対象をイメージング処理する画像処理部と、を備え、
前記送受信モジュールは、
送受信アンテナと、
前記送受信アンテナに前記電磁波による送信信号を給電する信号発生器と、
前記送受信アンテナで受信した反射信号の位相を変化させる移相器と、
前記送信信号と前記反射信号とを乗算する第１のミキサと、
前記送信信号と前記位相変化後の反射信号とを乗算する第２のミキサと、
を備えた電磁波イメージング装置で行う電磁波イメージング方法において、
前記画像処理部は、
前記取得した全ての測定データを所定の走査距離区間で分割するデータ分割ステップと、
前記分割後の測定データから走査距離に対する測定データの大きな変化を表す低周波成分信号と一致する近似関数を導出する近似関数導出ステップと、
前記分割後の全ての測定データの各データ点について前記近似関数の値を差分するオフセット除去ステップと、
を有することを特徴とする電磁波イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を用いた構造物非破壊検査技術に関し、特に装置を構造物に近接して運用し、リアルタイムかつ非破壊で構造物の欠陥や劣化を画像として可視化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インフラ設備、建築物などの多くはコンクリート構造物である。コンクリート構造物は、製造過程や置かれた環境によって老朽化・劣化の進行度が様々であり、歳月の経過とともに鉄筋の腐食、コンリートのひび割れや剥離・剥落といった劣化現象が生じる。
【０００３】
このような劣化現象を早期に発見し、補強・補修することによってコンクリート構造物を延命することが図られている。特にコンクリートひび割れは、劣化初期に現れることから、コンクリート構造物の劣化診断項目の１つとなっている。
【０００４】
このコンクリート表面付近に生じるひび割れを検知するには、サブミリメートルからミリメートルオーダの解像度が必要となる。また、室内・屋外において使用でき、リアルタイムで可視化することが必要である。これらを満たす技術として、構造物に近接して撮像するミリ波イメージング技術が特許文献１に開示されている。
【０００５】
しかしながら、その開示された電磁波イメージングシステムは、可搬かつ小型な装置であるため、広大な領域を検査するには膨大な時間を要するという課題がある。
【０００６】
そこで、広大な領域を高速に撮像するための方法として、電子的に放射パターンを制御するビームステアリング技術が非特許文献１に開示され、ミラーを用いた電子走査技術が非特許文献２に開示されている。
【０００７】
しかしながら、これらの技術は遠方領域を対象としており、送受信機の近傍領域は対象とされていない。また、これらの技術を近傍領域に適用することは技術的に難しい。
【０００８】
このことから、近傍領域を対象として高速に撮像する方法として、２次元センサアレイ又は１次元センサアレイの数を増やすことが期待される。先の特許文献１によれば、単一の照射アンテナを有する送信機と複数の受信機とを１次元にアレイ化したアレイ受信機のバイスタティック計測方式を採用し、その送受信機を走査しながらリアルタイムで２次元データを取得していることから、センサアレイである受信アンテナの数を多くすることにより、２次元データの幅が広くなるため、単位面積あたりの撮像速度の高速化に寄与することになる。
【０００９】
しかしながら、照射領域を広くするほど照射領域の単位面積あたりの照射信号強度が小さくなり、対象物から反射する信号強度Ｓが小さくなる。また、照射領域が広くなることにより、周辺からの散乱信号強度Ｎが大きくなる。よって、上記構成で照射領域を広くすると対象物からの反射信号のＳＮ比が劣化する。また、信号強度Ｓが受信機の持つ雑音よりも小さいと対象物を検知できなくなる。信号強度Ｓを向上させる方法として、照射する信号を大きくする方法が考えられるが、電波法により最大の信号出力値が制限されているため、信号強度Ｓの一定以上の改善は難しい。
【００１０】
したがって、単一照射アンテナの送信機で照射領域を広げるには限界があり、照射領域拡大による高速化が難しいという課題がある。また、単一照射アンテナの送信機で照射できない死角領域が生じるような表面形状である場合、たとえば、平面的でない対象物の場合、従来技術を利用することは困難であった。
【００１１】
また、非特許文献３によれば、対象物と受信アンテナの距離を１０波長以下に近づけることにより、対象物形状の微細な変化に伴う散乱信号強度の変化を捉えることができる。これにより、遠方領域を対象とした電磁波イメージングでは得られない高分解能な撮像結果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４３６９９１５号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】A.R.Harvey、外４名、「Electronic beam-steering for passive millimeter-wave imaging」、Part of the 4th International Conference on Millimeter and Submillimeter Wavesand Applications、1998年7月、Proc． SPIE Vol.3465、p.415-424
【非特許文献２】中田淳、外１２名、「背景上端温度を利用したミリ波画像のリアルタイム校正法」、2009年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、C-02-115、IEICE、p.143
【非特許文献３】S.Oka、外２名、「LATEST TRENDS IN MILLIMETER-WAVE IMAGING TECHNOLOGY」、Progress In Electromagnetics Research Letters、2008年、p.197-204
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、波長程度のアンテナ開口を有する受信アンテナを用いた従来の受信機による撮像結果は、アンテナ開口上で平均化されたデータとなるため、撮像結果の像はボケてしまう。また、先述の従来技術によれば、送信機と受信機とを分離したバイスタティック計測方式を採用しているため、送信側のアンテナと受信側のアンテナとを一定以上対象物に近接させることができない。
【００１５】
以上より、このようなアンテナ開口上での散乱信号の平均化や、送受信アンテナの物理的寸法のために、捉えることができる微細な形状変化には限界があるという課題があった。
【００１６】
すなわち、これ以上の高分解能な撮像ができないという課題がある。また、バイスタティック計測方式では送信側の照射領域と受信側の観測領域との交点が焦点となるため被写界深度が浅い。そのため、対象物との距離が変化するごとに送信機と受信機との配置調整が必要となることから、撮像環境が変わるたびに調整時間を要するという課題がある。特に、隠蔽された対象物を撮像する場合、対象物までの距離が未知なために調整が困難となるという課題がある。
【００１７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、撮像の高速化を図り、近接イメージングにおける分解能の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１記載の電磁波イメージング装置は、アレイ状に配置され、撮像対象に電磁波を送信し、当該撮像対象で反射した反射信号を受信する複数の送受信モジュールと、前記反射信号の同相信号及び直交信号を取得するベースバンド回路と、前記同相信号及び前記直交信号を測定データに用いて前記撮像対象をイメージング処理する画像処理部と、を備え、前記送受信モジュールは、送受信アンテナと、前記送受信アンテナに前記電磁波による送信信号を給電する信号発生器と、前記送受信アンテナで受信した反射信号の位相を変化させる移相器と、前記送信信号と前記反射信号とを乗算する第１のミキサと、前記送信信号と前記位相変化後の反射信号とを乗算する第２のミキサと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、アレイ状に配置され、撮像対象に電磁波を送信し、当該撮像対象で反射した反射信号を受信する複数の送受信モジュールを備えるため、モノスタティック計測方式が実現されることから、単一照射器と複数受信器を用いたバイスタティック計測方式のような受信器の制約を受けることがなく、広大な領域に対して十分な送受信モジュールを用意することによって、容易に広大な領域をまとめて撮像でき、撮像時間の短縮や撮像の高速化を実現できる。
【００２０】
また、本発明によれば、その送受信モジュールは、送受信アンテナと、送受信アンテナに電磁波による送信信号を給電する信号発生器と、送受信アンテナで受信した反射信号の位相を変化させる移相器と、送信信号と反射信号とを乗算する第１のミキサと、送信信号と位相変化後の反射信号とを乗算する第２のミキサと、を備えるため、直交検波方式が実現されることから、対象物からの反射信号の強度と位相情報を取得することができ、特許文献１のような強度信号のみの情報では適用することができなかったレーダ信号処理の利用が可能となり、送受信アンテナと撮像対象間の距離を送信信号の１０波長以下に近づける近接イメージングにおける分解能の向上や被写界深度の改善を実現できる。
【００２１】
請求項２記載の電磁波イメージング装置は、請求項１記載の電磁波イメージング装置において、変調信号を生成する変調信号生成器と、前記複数の送受信モジュールのうちいずれか１つを選択する切換器と、を更に備え、前記送受信モジュールは、前記変調信号により前記送信信号を強度変調し、前記変調信号が入力されない場合に前記送信信号を前記送受信アンテナに出力しない変調器を更に備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、複数の送受信モジュールのうちいずれか１つを選択するため、各送受信モジュールから出力される送信信号の干渉を防止できる。
【００２３】
請求項３記載の電磁波イメージング装置は、請求項１又は２記載の電磁波イメージング装置において、前記送受信モジュールの受信特性歪を補正する歪補正係数を記憶する歪補正係数データ記憶部を更に備え、前記画像処理部は、前記イメージング処理する前に、前記測定データに前記歪補正係数を演算させる歪補正部を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、イメージング処理する前に、測定データに歪補正係数を演算させるため、各送受信モジュールでの受信特性のばらつきを補償できる。
【００２５】
請求項４記載の電磁波イメージング装置は、請求項３記載の電磁波イメージング装置において、前記歪補正係数データ記憶部は、前記歪補正係数を測定温度に対応付けて記憶し、前記歪補正部は、測定時の温度に対応する歪補正係数を用いて前記演算を行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、測定時の温度に対応する歪補正係数を用いるため、各送受信モジュールでの受信特性のばらつきをより適切に補償できる。
【００２７】
請求項５記載の電磁波イメージング装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁波イメージング装置において、前記画像処理部は、走査距離に対する前記測定データを取得して、前記取得した全ての測定データを所定の走査距離区間で分割し、前記分割後の測定データから走査距離に対する測定データの大きな変化を表す低周波成分信号と一致する近似関数を導出して、前記分割後の全ての測定データの各データ点について前記近似関数の値を差分するアレイ補正部を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、走査距離に対する測定データを取得して、取得した全ての測定データを所定の走査距離区間で分割し、分割後の測定データから走査距離に対する測定データの大きな変化を表す低周波成分信号と一致する近似関数を導出して、分割後の全ての測定データの各データ点について近似関数の値を差分するため、走査距離に対する測定データの大きな変化を取り除くことができ、高周波信号の微細な変化を捉えることが可能となり、撮像対象での微細形状変化の認識度を大幅に向上できる。
【００２９】
請求項６記載の電磁波イメージング装置は、請求項２記載の電磁波イメージング装置において、前記変調器は、ショットキーバリアダイオードを用いて構成されることを特徴とする。
【００３０】
本発明によれば、変調器は、ショットキーバリアダイオードを用いて構成されるため、送受信モジュールからの出力制御を高速かつ安定に動作させることができる。
【００３１】
請求項７記載の電磁波イメージング装置は、請求項３又は４記載の電磁波イメージング装置において、前記歪補正係数は、平板状又は円錐状の反射体と送受信アンテナとの間の距離を変化させながら取得した測定データを用いて事前計算されることを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、歪補正係数は、平板状又は円錐状の反射体と送受信アンテナとの間の距離を変化させながら取得した測定データを用いて事前計算されるため、一度にかつ短時間でまとめて送受信モジュールの受信特性を取得できる。
【００３３】
請求項８記載の電磁波イメージング方法は、アレイ状に配置され、撮像対象に電磁波を送信し、当該撮像対象で反射した反射信号を受信する複数の送受信モジュールと、前記反射信号の同相信号及び直交信号を取得するベースバンド回路と、前記同相信号及び前記直交信号を測定データに用いて前記撮像対象をイメージング処理する画像処理部と、を備え、前記送受信モジュールは、送受信アンテナと、前記送受信アンテナに前記電磁波による送信信号を給電する信号発生器と、前記送受信アンテナで受信した反射信号の位相を変化させる移相器と、前記送信信号と前記反射信号とを乗算する第１のミキサと、前記送信信号と前記位相変化後の反射信号とを乗算する第２のミキサと、を備えた電磁波イメージング装置で行う電磁波イメージング方法において、前記画像処理部は、前記取得した全ての測定データを所定の走査距離区間で分割するデータ分割ステップと、前記分割後の測定データから走査距離に対する測定データの大きな変化を表す低周波成分信号と一致する近似関数を導出する近似関数導出ステップと、前記分割後の全ての測定データの各データ点について前記近似関数の値を差分するオフセット除去ステップと、を有することを特徴とする。
【００３４】
本発明によれば、アレイ状に配置され、撮像対象に電磁波を送信し、当該撮像対象で反射した反射信号を受信する複数の送受信モジュールを備えるため、モノスタティック計測方式が実現されることから、単一照射器と複数受信器を用いたバイスタティック計測方式のような受信器の制約を受けることがなく、広大な領域に対して十分な送受信モジュールを用意することによって、容易に広大な領域をまとめて撮像でき、撮像時間の短縮や撮像の高速化を実現できる。
【００３５】
また、本発明によれば、その送受信モジュールは、送受信アンテナと、送受信アンテナに電磁波による送信信号を給電する信号発生器と、送受信アンテナで受信した反射信号の位相を変化させる移相器と、送信信号と反射信号とを乗算する第１のミキサと、送信信号と位相変化後の反射信号とを乗算する第２のミキサと、を備えるため、直交検波方式が実現されることから、対象物からの反射信号の強度と位相情報を取得することができ、特許文献１のような強度信号のみの情報では適用することができなかったレーダ信号処理の利用が可能となり、送受信アンテナと撮像対象間の距離を送信信号の１０波長以下に近づける近接イメージングにおける分解能の向上や被写界深度の改善を実現できる。
【００３６】
本発明によれば、走査距離に対する測定データを取得して、取得した全ての測定データを所定の走査距離区間で分割し、分割後の測定データから走査距離に対する測定データの大きな変化を表す低周波成分信号と一致する近似関数を導出して、分割後の全ての測定データの各データ点について近似関数の値を差分するため、走査距離に対する測定データの大きな変化を取り除くことができ、高周波信号の微細な変化を捉えることが可能となり、撮像対象での微細形状変化の認識度を大幅に向上できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、撮像の高速化を図り、近接イメージングにおける分解能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電磁波イメージング装置の構成例を示す図である。
【図２】ＲＦモジュールセンサの選択制御によるＲＦ信号出力タイミングチャート例を示す図である。
【図３】歪補正係数の算出手法例を説明する図である。
【図４】歪補正係数の他の算出手法例を説明する図である。
【図５】歪補正係数の他の算出手法例を説明する図である。
【図６】歪補正係数の算出処理フロー例及びそれを使用して行う歪補正処理フロー例を示す図である。
【図７】ＲＦモジュールセンサの受信特性歪を説明する図である。
【図８】受信特性歪補正前・後の処理結果例を示す図である。
【図９】アレイ補正処理フローを説明する図である。
【図１０】被覆前の撮像対象物の撮影写真と、被覆後の対象物を電磁波イメージング装置で撮像した測定結果を記載した図である。
【図１１】測定結果とそれに対してレーダ信号処理適用後、アレイ補正処理後、および特徴量を抽出後の結果を画像化した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。但し、本発明は多くの異なる様態で実施することが可能であり、本実施の形態の記載内容に限定して解釈すべきではない。
【００４０】
本発明は、電磁波イメージング装置において、従来のバイスタティック計測方式に代えて、送受回路及び受信回路並びに送信アンテナ及び受信アンテナを一体化したモノスタティック計測方式を採用し、更に、撮像対象で反射した反射信号の検波方式を強度検波方式に代えて直交検波方式を採用したことを主たる特徴とする。以下、本実施の形態に係る電磁波イメージング装置について説明する。
【００４１】
〔電磁波イメージング装置の構成について〕
図１は、本実施の形態に係る電磁波イメージング装置の構成を示す図である。本電磁波イメージング装置１は、撮像対象である対象物３に電磁波（以下、ＲＦ信号）を送受信するアレイ状に配置された複数のＲＦモジュールセンサ１００と、その複数のＲＦモジュールセンサ１００のうちいずれか１つのＲＦモジュールセンサ１００を選択するＲＦモジュールセンサ切換回路２００と、その選択に用いる選択信号を生成するＲＦモジュールセンサ選択信号生成器３００と、上記ＲＦ信号に重畳される変調信号を生成する変調信号生成器４００と、対象物３で反射した反射信号の強度及びその位相情報の元になる同相信号と直交信号を取得するベースバンド回路５００と、その同相信号、直交信号、強度や位相情報等の各種データを一時記憶するメモリ６００と、測定時の温度を計測する温度計７００と、測定時に電磁波イメージング装置１を走査させた際の距離を計測する走査距離計８００と、メモリ６００内の各種データを測定データに用いて対象物３の像を再構成（イメージング処理）するＣＰＵ９００と、その像を画面に表示する表示器１０００と、その再構成時に用いる歪補正係数等を記憶しておくデータベース１１００とで主に構成される。
【００４２】
特に、ＣＰＵ９００は、レーダ信号処理部９２の前段で各ＲＦモジュールセンサ１００によるその受信特性の歪を補正する歪補正部９１と、その補正後の強度・位相情報から近傍界後方散乱理論に基づくレーダ信号処理を行うレーダ信号処理部９２と、そのレーダ信号処理後のデータをアレイ補正（後述）して、その補正後のデータから特徴量を抽出する画像処理部９３とで構成される。
【００４３】
また、データベース１１００は、ＲＦモジュールセンサ１００の選択順が記載された選択順番データを記憶する選択順番データ記憶部１１０１と、各ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性の歪補正係数が記載された歪補正係数データを記憶する歪補正係数データ記憶部１１０２と、対象物３の上記特徴量データを記憶する対象物特徴量データ記憶部１１０３とで構成される。
【００４４】
なお、選択順番データは、ユーザにより事前定義されている。また、歪補正係数は、測定を開始する前に事前に計算されている。また、特徴量は事前に定義されている。
【００４５】
〔ＲＦモジュールセンサについて〕
最初に、ＲＦモジュールセンサ１００について説明する。ＲＦモジュールセンサ１００は、モノスタティック計測方式を実現するため、ＲＦ信号の送信回路及び受信回路と、その送受信に用いる送受信アンテナとを一体化した送受信モジュールで構成される。
【００４６】
また、直交検波方式を実現するため、そのＲＦモジュールセンサ１００内の受信回路は、ＲＦ信号を発生させるＲＦ信号発生器１１と、対象物３で反射した反射信号を受信するアンテナ１３と、その反射信号を増幅する増幅器１４と、ＲＦ信号発生器１１で発生したＲＦ信号と受信した反射信号とを乗算する第１のミキサ１５ａと、そのＲＦ信号と９０度移相後の反射信号とを乗算する第２のミキサ１５ｂと、反射信号の位相を９０度移相するπ／２移相器１６とで主に構成される。
【００４７】
また、ＲＦモジュールセンサ１００内の送信回路は、上記ＲＦ信号発生器１１と、外部からの変調信号によりＲＦ信号を強度変調する変調器１２と、強度変調後のＲＦ信号を外部出力して対象物３に照射する上記アンテナ１３とで主に構成される。なお、変調器１２は、変調信号が入力されない場合、当該変調器１２からＲＦ信号を出力しない仕組みを機能として具備している。
【００４８】
また、電磁波イメージング装置１内では、上記各回路等を具備する複数のＲＦモジュールセンサ１００がアレイ状に配置され、１つのアレイセンサが形成されている。
【００４９】
次に、ＲＦモジュールセンサ１００の動作を説明する。ＲＦ信号発生器１１で発生したＲＦ信号は、変調器１２と第１のミキサ１５ａと第２のミキサ１５ｂとにそれぞれ分配出力され、外部の変調信号生成器４００からの変調信号により変調器１２で強度変調された後に、アンテナ１３から対象物３に照射される。
【００５０】
そして、その対象物３で反射した反射信号は、同アンテナ１３で受信され、増幅器１４で増幅された後に、第１のミキサ１５ａと第２のミキサ１５ｂとにそれぞれ入力される。
【００５１】
その後、第１のミキサ１５ａにより、ＲＦ信号発生器１１からのＲＦ信号と増幅後の反射信号とがミキシングされ、そのミキシングによる同相検波信号Ｉが外部出力される。また、第２のミキサ１５ｂにより、そのＲＦ信号と９０度移相後の反射信号とがミキシングされ、そのミキシングによる直交検波信号Ｑが外部出力される。
【００５２】
なお、それらミキシングにより同相検波信号Ｉと直交検波信号Ｑとがそれぞれ生成される理由については、特許第３０３６０９３号で公知であることから、ここではその説明を省略する。
【００５３】
以上より、送信回路と受信回路と送信アンテナと受信アンテナとを一体化させたＲＦモジュールセンサ１００によりモノスタティック計測方式を実現し、そのＲＦモジュールセンサ１００をアレイ状に複数配置しているので、従来技術の課題であった単一照射アンテナによる撮像領域拡大の限界の課題を克服できる。すなわち、広大な領域をまとめて撮像でき、撮像時間の短縮や撮像の高速化を実現できる。
【００５４】
また、そのような送受信機能一体型のモジュール構造を採用しているので、ＲＦモジュールセンサ１００の数を必要に応じて容易に増減できる。
【００５５】
また、そのような送受信機能一体型のＲＦモジュールセンサ１００を個々に配置できるので、従来の単一照射アンテナを利用した場合に死角となってしまうような複雑な表面形状を持つ対象物に対しても適用できる。
【００５６】
また、上記ＲＦ信号発生器１１と、上記アンテナ１３と、上記第１のミキサ１５ａと、上記第２のミキサ１５ｂと、上記π／２移相器１６とを受信回路として具備することにより直交検波方式を実現するので、対象物からの反射信号の強度と位相情報を取得することができ、特許文献１のような強度信号のみの情報では適用することができなかったレーダ信号処理の利用が可能となり、アンテナ１０と対象物３間の距離をＲＦ信号の１０波長以下に近づける近接イメージングにおける分解能の向上や被写界深度の改善を実現できる。
【００５７】
〔ＲＦモジュールセンサの選択制御について〕
次に、ＲＦモジュールセンサ１００の選択制御処理について説明する。先述したように、電磁波イメージング装置１からＲＦ信号が外部出力される。
【００５８】
一方、ＲＦモジュールセンサ１００から外部への出力信号は、電波法の規制を順守するため、その法規規制値を超えないように制御される必要がある。また、各ＲＦモジュールセンサ１００からの各出力信号は、干渉しないように制御される必要がある。更に、対象物３をリアルタイムで撮像するため、ＲＦモジュールセンサ１００からの出力信号を高速に制御する必要がある。
【００５９】
しかし、特にミリ波帯においては、一般に、送信器の出力制御を高速かつ安定に動作させることは技術的に難しい。また、上記ＲＦモジュールセンサ１００内の受信回路は、参照信号として自センサ内のＲＦ信号を必要とするが、そのＲＦ信号の周波数及びその出力はＲＦモジュールセンサ１００毎に異なっている。
【００６０】
そのため、各ＲＦ信号にそれぞれ一致する信号を生成する信号発生手段を構築することも考えられるが、その手段の実現は極めて困難であり、仮に実現できたとしても、その調整や評価に膨大な時間を要することになる。
【００６１】
そこで、まず、（１）各ＲＦモジュールセンサ１００からの各出力信号が干渉しないようにするため、ＲＦ信号を出力するＲＦモジュールセンサ１００を選択制御する。すなわち、複数の切換器を備えたＲＦモジュールセンサ切換回路２００とＲＦモジュールセンサ選択信号生成器３００とにより、各ＲＦモジュールセンサ１００を独立制御して、ＲＦ信号を出力するＲＦモジュールセンサ１００を選択する。
【００６２】
ＲＦモジュールセンサ切換回路２００は、先述したように複数のＲＦモジュールセンサ１００のうちいずれか１つのＲＦモジュールセンサ１００を選択する機能を有するが、具体的には、変調信号の出力先（すなわち、選択されるＲＦモジュールセンサ１００）を切り換える第１の切換器２１と、ベースバンド回路５００への２つの反射信号出力元（すなわち、第２のミキサ１５ｂと第１のミキサ１５ａ）をそれぞれ切り換える第２の切換器２２と第３の切換器２３とで構成される。
【００６３】
ＲＦモジュールセンサ選択信号生成器３００は、選択順番データ記憶部１１０１に記憶されている選択順番データを用いて、そのデータ内に定義された順番でＲＦモジュールセンサ１００を選択する選択信号を生成する。
【００６４】
続いて、各ＲＦモジュールセンサ１００の選択制御方法について説明する。まず、ＲＦモジュールセンサ選択信号生成器３００により、選択順番データに基づいて生成された選択信号がＲＦモジュールセンサ切換回路２００に出力される。
【００６５】
次に、その選択信号に基づいて、第１の切換器２１により、変調信号生成器４００の接続先（＝チャネル＝ＲＦモジュールセンサ１００）が選択制御され、その制御状態が一定時間Ｔ継続される。
【００６６】
また、ＲＦモジュールセンサ１００は送信回路と受信回路とが一体であり変調信号が入力されている場合のみ反射信号を出力することから、第１の切換器２１での選択制御動作に連動して、第２の切換器２２及び第３の切換器２３により、ベースバンド回路５００への接続元が、上記チャネルと同じチャネルに選択制御され、上記一定時間Ｔと同じ一定時間Ｔでその制御状態が継続される。
【００６７】
そして、その一定時間Ｔの間、第１の切換器２１により、選択信号に基づいて選択されたチャネル番号のＲＦモジュールセンサ１００へ変調信号が伝達され、第２の切換器２２及び第３の切換器２３により、そのＲＦモジュールセンサ１００から反射信号がベースバンド回路５００に伝達される。
【００６８】
すなわち、実際には、選択信号のみならず変調信号もＲＦモジュールセンサ１００を選択する手段として作用することから、選択されたＲＦモジュールセンサ１００にのみ変調信号が伝達され、変調信号が入力されているＲＦモジュールセンサ１００のみがＲＦ信号を出力することになる。一方、変調信号が入力されていないＲＦモジュールセンサ１００は、ＲＦ信号を出力しない。
【００６９】
図２は、ＲＦモジュールセンサ１００の選択制御によるＲＦ信号出力タイミングチャートを示す図である。
【００７０】
各ＲＦモジュールセンサ１００内の全てのＲＦ信号発生器１１が全てオン状態であるとき、変調信号が割り当てられたＲＦモジュールセンサ１００のみが上記一定時間Ｔの間でＲＦ信号を外部出力し、それ以外のＲＦモジュールセンサ１００は出力しない。
【００７１】
次に、変調信号の割り当てが他のチャネルに移ると、その新たなチャネルにおいてＲＦ信号の出力が観測され、それ以外のＲＦモジュールセンサ１００から観測されない。
【００７２】
このように、変調信号の割り当てを随時変更することにより、同時期に２つ以上のＲＦモジュールセンサ１００からＲＦ信号が出力されなくなるので、ＲＦモジュールセンサ１００間でのＲＦ信号の混信を防止できる。
【００７３】
次に、（２）ＲＦモジュールセンサ１００からの出力制御を高速かつ安定に動作させるため、ショットキーバリアダイオードを用いたスイッチを変調器１２として用いる。ショットキーバリアダイオードは、一般に高速かつ安定な動作が可能であることから、ＲＦモジュールセンサ１００からのＲＦ信号の出力を高速かつ安定にオンオフ制御できる。
【００７４】
以上より、複数のＲＦモジュールセンサ１００のうちからいずれか１つのＲＦモジュールセンサ１００に切り換えるため、各ＲＦモジュールセンサ１００からの出力信号の干渉を防止できる。
【００７５】
また、変調器１２としてショットキーバリアダイオードを用いるので、ＲＦモジュールセンサ１００からの出力制御を高速かつ安定に動作させることができる。
【００７６】
〔補正処理について〕
次に、歪補正部９１で行う各ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性の歪補正処理と、画像処理部９３で行うアレイ補正処理について説明する。
【００７７】
これまで説明した電磁波イメージング装置は、１つのＲＦモジュールセンサ１００に送受回路と受信回路とが一体化されることから小型化に向いている。その一方で、様々なデバイスを組み込む必要があるため、ＲＦモジュールセンサ１００の送信特性や受信特性にばらつきが生じる。
【００７８】
それゆえ、個々のＲＦモジュールセンサ１００に起因する受信特性のばらつきを低減し、更に、全てのＲＦモジュールセンサ１００の感度や測定のダイナミックレンジを均等化する較正（アレイ補正）が必要不可欠である。
【００７９】
（受信特性の歪補正について）
特にミリ波帯では、受信した反射信号の強度及び位相情報をＲＦモジュールセンサ１００の個体差に関係なく取得することは技術的に難しく、個々のＲＦモジュールセンサ１００において受信特性に歪が生じる。
【００８０】
そこで、各ＲＦモジュールセンサ１００における受信特性の歪を補正する歪補正係数を予め計算して歪補正係数データ記憶部１１０２に登録しておき、測定時に受信した反射信号をレーダ信号処理する前に、歪補正部９１において当該反射信号の歪を補正する。
【００８１】
本発明は、各ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性の歪補正係数を用いることに特徴があることから、その歪補正係数の計算方法については何ら限定されるべきではない。
【００８２】
例えば、先述した特許第３０３６０９３号には、ＲＦモジュールセンサ１００内の受信回路と同様の構成からなる受信回路の後段に様々な回路（ＤＣオフセット補償回路、オフセット測定回路、振幅比移相測定回路、振幅移相補償回路（特許第３０３６０９３号で開示する図２参照））を追加し、その追加回路により、受信回路から出力された同相検波信号Ｉと直交検波信号Ｑとの２つの信号から振幅比と相関係数とを測定し、それら各測定値を基にして直交検波信号から相関成分を除去するとともに直交検波信号の振幅を同相検波信号に一致させる方法が記載されている。本実施の形態では、そのように除去・一致させる変換データを歪補正係数として事前登録しておく。
【００８３】
ＲＦモジュールセンサ１００の受信回路は、自センサから出力されたＲＦ信号のみを利用して同相成分や直交成分を検波することから、受信特性を得る方法としては、例えば、図３〜図５のような反射体５からの反射波を利用する方法が利用できる。
【００８４】
ここで、ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性を得るには、反射信号の位相を変化させる必要がある。位相を高精度に変化させる方法として、図３に示すように、ＲＦモジュールセンサ１００内のアンテナ１３前方に平板状の反射体５ａを配置し、アンテナ１３又は反射体５ａを高精度に移動させることにより、アンテナ１３と反射体５ａ間の距離を変化させる。これにより、ＲＦ信号の位相を変化させた反射信号を受信できる。
【００８５】
このように、任意の反射体５ａを用いてアンテナ１３との間の距離を移動させることにより、特殊なＲＦ信号発生器を用意・調整して疑似信号を反射信号として入力する必要なく、各ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性を取得することができる。
【００８６】
その他の方法として、図４に示すように、走査方向に対して傾きαで傾斜させた反射体５ａを配置し、ＲＦモジュールセンサ１００を当該走査方向に移動させる方法でも、その受信特性を同様に取得できる。
【００８７】
一方、図５（ａ）に示すように、ＲＦモジュールセンサ１００の配置状態が直線的でない場合（例えば、円弧上に配置されている場合）は、全てのアンテナ１３に対して、反射体までの距離が一律に変化する形状の反射体５ｂ（例えば、図５（ｂ）に示すような部分円錐形状の反射体５ｂ）を利用することにより、その受信特性を同様に取得できる。
【００８８】
以上の方法によれば、単一のＲＦモジュールセンサ１００や複数のＲＦモジュールセンサ１００でも、一度にかつ短時間でまとめてＲＦモジュールセンサ１００の受信特性を取得できる。
【００８９】
このように取得した反射信号を元に各ＲＦモジュールセンサ１００の歪補正係数をそれぞれ算出し、歪補正係数データ記憶部１１０２に登録しておき、測定時にこれらを用いて測定時の反射信号内の歪を補正する。
【００９０】
なお、ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性は温度ドリフトが生じるため、歪補正係数を動作温度毎に算出して歪補正係数データ記憶部１１０２に登録しておき、測定時における温度計７００での計測温度に対応した歪補正係数を用いることも可能である。
【００９１】
また、温度ドリフトによる歪補正係数は、温度に対して滑らかに変化するため、各温度における歪補正係数の歪補正係数データ記憶部１１０２への登録は離散的でよく、実温度における歪補正係数は歪補正係数データ記憶部１１０２から内挿して求めてもよい。
【００９２】
ここで、図１、図３及び図６を参照しながら、これまで説明した歪補正係数算出処理動作を説明する。電磁波イメージング装置１は、歪補正係数を算出する較正モードと、対象物３を撮像する測定モードとの切り換えが可能であり、本動作時には較正モードに設定されている。
【００９３】
最初に、ステップＳ１０１において、現在のモードが較正モードか測定モードかが判定され、較正モードであることから、ステップＳ１０２において、歪補正係数用のデータが取得される。
【００９４】
具体的には、アレイ状に配置されたＲＦモジュールセンサ１００のアンテナ１３から反射体５ａにＲＦ信号が照射され、その反射体５ａで反射した反射信号が受信される（ステップＳ１０２−１）。
【００９５】
次に、第１のミキサ１５ａでのミキシングにより同相検波信号Ｉがベースバンド回路５００に出力されると共に、第２のミキサ１５ｂでのミキシングにより直交検波信号Ｑが同ベースバンド回路５００に出力される（ステップＳ１０２−２）。
【００９６】
次に、そのベースバンド回路５００において、各フィルタ５１ａ，５１により変調信号の周波数帯のみ通過され、各位相検波器（Phase Sensitive Detector）ＰＳＤ５２ａ，５２ｂにより、変調信号成分の同相検波信号Ｉ及び直交検波信号Ｑが抽出され、各Ａ／Ｄ変換器５３ａ，５３ｂによりデジタル値に変換されて、メモリ６００に記憶される（ステップＳ１０２−３）。
【００９７】
次に、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ９００内の歪補正係数計算部（図１において不図示）により、その変換後のデジタルデータがメモリ６００から読み取られ、その読み取られたデータには、図７に示すように、オフセットと強度差Ｒ及び位相歪みＰとが存在することから、そのオフセットを除去し、強度差Ｒや位相歪みＰを補償するような係数を求め、歪補正係数データ記憶部１１０２に記憶させる。具体的には、上述したように、直交検波信号から相関成分を除去するとともに直交検波信号の振幅を同相検波信号に一致させるような係数を計算する。
【００９８】
続いて、測定時における歪補正処理動作を説明する。本動作時には、測定モードに設定されている。
【００９９】
最初に、ステップＳ１０１において、現在のモードが較正モードか測定モードかが判定され、測定モードであることから、ステップＳ２０１において、先述したステップＳ１０２−１乃至ステップＳ１０２−３と同様の処理により、撮像対象である対象物３の反射信号に係る測定データが測定される。
【０１００】
次に、ステップＳ２０２において、ＣＰＵ９００内の歪補正部９１により、歪補正係数データ記憶部１１０２から各ＲＦモジュールセンサ１００の歪補正係数が取得され、測定された各ＲＦモジュールセンサ１００での測定データに対して歪補正係数が演算される。
【０１０１】
図８は、円弧上に配置されたＲＦモジュールセンサ１００で受信した反射信号を一括で較正した例を示す図である。図５に示したような部分円錐の反射体５ｂを利用して、６つのアンテナ１３を円弧上配置したＲＦモジュールセンサ１００を走査しながら、各ＲＦモジュールセンサ１００での反射波を受信した結果である。
【０１０２】
その走査時における各ＲＦモジュールセンサ１００での歪補正処理前の受信特性は、図８（ａ）に示すような歪を含んだ特性であった。一方、以上説明したアレイ状のＲＦモジュールセンサ１００で一括取得した受信特性に対して歪補正処理を実施した結果、図８（ｂ）に示す結果を得ることができ、オフセット除去及び歪補正の実現を確認できる。
【０１０３】
以上より、ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性を個々に取得せずに、アレイ上に並べた状態で個々の受信特性を一括で取得できる。これは、１つのＲＦモジュールセンサ１００を１回走査することをアレイ数（Ｎ個）分繰り返し実施することに対して、ＲＦモジュールセンサ１００をＮ個並べた状態で１回の走査で各ＲＦモジュールセンサ１００の受信特性を取得するが可能であることを意味し、アレイセンサでの受信特性の一括取得により、取得時間を１／Ｎに短縮することが可能であることを示している。
【０１０４】
また、ＲＦモジュールセンサ１００をアレイ化し、装置の筺体等に搭載した場合において、再度、個々のＲＦモジュールセンサ１００の受信特性を取得しようとした場合、アレイセンサをセンサ筐体から取り外し、個々のＲＦモジュールセンサを取り外して、個々の受信特性データを再取得することになるので、多くの作業時間を要するという課題がある。しかし、本手法を用いることにより、センサ筐体内にアレイセンサを搭載したまま、かつ、一回の走査でＲＦモジュールセンサ１００個々の受信特性データを取得することが可能となり、作業時間の短縮に貢献する。
【０１０５】
（レーダ信号処理後のデータのアレイ補正について）
次に、レーダ信号処理後のデータのアレイ補正処理について説明する。本電磁波イメージング装置１において、近傍領域を対象とした撮像では、サブミリメートルからミリメートルオーダの微細な形状変化を捉えることが可能な受信感度があるため、対象物３の表面形状に大きな変化がある場合、アレイセンサの反射信号強度が大きく変化する。
【０１０６】
仮に、対象物３の表面形状が変化し、かつ、微細な形状変化が含まれる場合には、その表面形状変化による信号変化と、その微細な形状変化による信号変化とが重畳して受信される。
【０１０７】
このような場合、大きな表面形状変化による信号変化が濃度レンジ（ダイナミックレンジ）を支配するため、微細な形状変化による信号変化が埋もれてしまい、微細な形状変化を捉えることが困難となる。
【０１０８】
また、アレイセンサのばらつきが要因でアレイセンサ間の反射信号のダイナミックレンジに差異が生じると撮像結果に著しい像劣化が生じてしまい、対象物３の微細な形状変化を認識することが難しくなる。
【０１０９】
一方、遠方領域の撮像ではアレイセンサの性能が対象物３によらず一定であることから、非特許文献２で開示されたアレイばらつき低減方法が有効であるが、近傍領域ではアレイセンサの性能が撮像位置の対象物３に影響するため、同様の手法を適用することはできない。
【０１１０】
従って、対象物３に生じている微細な形状変化を捉えるため、近傍領域でのセンサアレイのダイナミックレンジ均等化手法（アレイ補正）を導入する。反射信号には、走査距離に対して微小変化する高周波信号と、滑らかに変化する低周波信号とが含まれている。
【０１１１】
そこで、微細な形状変化は高周波信号として表現されることから、微細な形状変化を捉えたい場合には、低周波信号を取り除けばよい。ただし、低周波信号はどのような波形になるのかを事前に把握できず、取得したデータを分析することによって低周波信号を知ることができる。
【０１１２】
図９は、アレイ補正処理を説明する図である。本アレイ補正は、４つの処理手順で構成される。
【０１１３】
最初に、画像処理部９３は、図９（ａ）に示すデータ取得処理において、走査距離に対する、アレイセンサで受信した反射信号、その反射信号を歪補正した信号、又は、その補正した信号にレーダ信号処理部９２でレーダ信号処理した信号をメモリ６００から取得する。なお、どの信号を取得するかは任意である。
【０１１４】
次に、図９（ｂ）に示すデータ分割処理において、走査距離方向に沿って、信号データＤ（ｘ，ｙ）（ｘ：走査距離、ｙ：反射信号レベル）を、複数の小区分の信号データΔＤｋ（ｘｉ，ｙｉ）（ｋ：分割数（０〜Ｎ）、ｉ：ｋ×ｎ×０．５＋１，…，ｋ×ｎ×０．５＋ｎ、ｎ：小区分内のデータ数）に分割する。ここでは、分割された小区分内の領域がその小区分内のデータの半数分だけ重なるように領域を取っている。
【０１１５】
次に、図９（ｃ）に示すオフセット関数（近似関数）導出処理において、各小区分内の信号データΔＤｋに対し、一般多項式関数の最小二乗近似などを利用して、走査距離に関する、低周波信号に一致する近似関数をオフセット関数（ｆ（ｘ）＝Σｊ＝０〜ｍａｊｘｊ）（ａ：係数、ｊ：次数）として導出する。一般多項式の次数は低次から順に増やしていき、残差が一定の閾値よりも小さくなる次数を採用することで、複雑なオフセット信号波形に一致させることが可能となる。
【０１１６】
最後に、図９（ｄ）に示すオフセット除去処理において、分割された全ての各小区分内の信号データΔＤｋから上記オフセット関数より求まるオフセット成分ｆ（ｘｉ）を取り除き（すなわち、低周波信号成分を除去）、補正データＳとして出力する。具体的には、信号データΔＤｋの各データ点についてオフセット関数ｆ（ｘ）の値を差分する。
【０１１７】
以上より、低周波信号成分が取り除かれることから、アレイセンサ間で生じるダイナミックレンジの違いにより微細な形状変化の認識が劣化することを防止できる。
【０１１８】
以下、被覆カバー、壁紙、タイルなどで隠匿された曲面状のコンクリートひび割れの原理実験結果について説明する。コンクリート表面には、図１０左に示すように、アレイセンサで使用する波長よりも十分小さい幅のひび割れが生じている。具体的には、０．０２６波長、０．０５１波長、０．０７７波長のひび割れ幅を有している。
【０１１９】
そのコンクリート表面を被覆し、ひび割れ方向の曲面状にＲＦモジュールセンサ１００を並べ、ひび割れと直交する方向に走査させることによる、ひび割れを直接目視できない状態下での撮像実験を行った。
【０１２０】
その走査による撮像結果が図１０右に示す取得像である。縦縞は、ＲＦモジュールセンサ１００のダイナミックレンジの違いが濃淡として表現されたものである。また部分的に白く表示されている部分などは、表面形状が凹凸している箇所であり、ＲＦモジュールセンサ１００とコンクリート表面との距離が変化したことにより反射信号強度が大きく変動している。このような画像では、微小幅ひび割れが発生していることを把握することは困難である。
【０１２１】
一方、その取得像に対して、ダイナミックレンジ均等化手法（アレイ補正）を適用した撮像結果を図１１に示す。ダイナミックレンジ均等化手法（アレイ補正）の適用により、図１０右に示した取得像からひび割れ像を抽出することが可能であることが把握できる。なお、図１１には、上段より、歪補正部９１での出力結果、レーダ信号処理部９２での出力結果、画像処理部９３でのダイナミックレンジ均等化手法（アレイ補正）および特徴量抽出（ひび割れ抽出）の出力結果を示している。なお、レーダ信号処理部９２で行う具体的画像処理方法については、特開２０１１−３９６９０号広報に開示されているため、ここでの説明は省略する。
【０１２２】
以上より、本実施の形態に係る電磁波イメージング装置によれば、コンクリート構造物の表面付近に生じる微細な形状をリアルタイムかつ非破壊で、従来よりも高分解能に可視化することができる。
【０１２３】
すなわち、本実施の形態によれば、アレイ状に配置され、撮像対象である対象物３にＲＦ信号を送信し、その対象物３で反射した反射信号を受信する複数のＲＦモジュールセンサ１００を備えるので、モノスタティック計測方式が実現されることから、広大な領域をまとめて撮像でき、撮像時間の短縮や撮像の高速化を実現できる。
【０１２４】
また、本実施の形態によれば、そのようにＲＦモジュールセンサ１００が送信回路と受信回路とを一体化しているので、ＲＦモジュールを任意に配置する自由度を有し、様々な表面形状の対象物３に対応できる。また、ＲＦモジュールセンサ１００の数を必要に応じて容易に増減することや、ＲＦモジュールセンサ１００の小型・軽量化を実現できる。
【０１２５】
また、本実施の形態によれば、そのＲＦモジュールセンサ１００は、送受信用に用いるアンテナ１３と、そのアンテナ１３にＲＦ信号を給電するＲＦ信号発生器１１と、そのアンテナ１３で受信した反射信号の９０度位相を変化させるπ／２移相器１６と、送信信号と反射信号とをミキシングする第１のミキサ１５ａと、送信信号と位相変化後の反射信号とをミキシングする第２のミキサ１５ｂと、を備えるので、直交検波方式が実現されることから、強度と位相情報を用いたレーダ信号処理を適用することができ、送受信アンテナと撮像対象間の距離を送信信号の１０波長以下に近づける近接イメージングにおける分解能の向上や被写界深度の改善を実現できる。
【０１２６】
また、本実施の形態によれば、複数のＲＦモジュールセンサ１００のうちいずれか１つを選択するので、各ＲＦモジュールセンサ１００を間欠動作可能となることから、各ＲＦモジュールセンサ１００から出力される送信信号の干渉を防止し、安定した受信を確保できる。
【０１２７】
また、本実施の形態によれば、イメージング処理する前に、測定データに歪補正係数を演算させるので、各ＲＦモジュールセンサ１００での受信特性のばらつきを補償（歪の低減）し、高精度な直交検波を実現できる。これにより、後段のレーダ信号処理部９２による高分解能な像再構成が可能となり、従来よりも高解像度な像を表示できる。
【０１２８】
また、本実施の形態によれば、歪補正係数を事前計算して歪補正係数データ記憶部１１０２に記憶しておき、それを利用するので、これまでに個々に実施しなければならなかった歪補正係数の取得を複数のＲＦモジュールセンサ１００に対して適用できることから、一括で短時間に歪補正係数を取得できる。また、センサアレイの故障・不具合によりＲＦモジュールセンサ１００数を交換する場合や高速化のためにＲＦモジュールセンサ１００数を増加させる場合、又は、使用環境（例えば、温度や湿度）が大きく異なる場合等では、歪補正係数のデータベースを更新する必要があるが、本実施の形態で説明した較正方法を用いることによって容易に短時間で実施できる。
【０１２９】
また、本実施の形態によれば、測定時の温度に対応する歪補正係数を用いるため、各ＲＦモジュールセンサ１００での受信特性のばらつきをより適切に補償できる。
【０１３０】
また、本実施の形態によれば、走査距離に対する反射信号を取得し、取得した全ての測定データを所定の走査距離区間で分割し、分割後の測定データから走査距離に関する近似関数（オフセット関数）を導出して、分割後の全ての小区分の信号データの各データ点についてオフセット関数の値を差分するため各画素のダイナミックレンジが均等化され、表面形状による大きな信号変化に埋もれてしまい表現されにくかった微細な形状変化による微小信号変化を捉えることが可能になり、導入前よりも微細形状変化の認識度を大幅に向上できる。また、対象物の特徴量を用いた特徴抽出への負荷が小さくなり特徴抽出の精度が向上する。
【０１３１】
また、本実施の形態によれば、変調器１２は、ショットキーバリアダイオードを用いて構成されるため、数ｎＳ程度まで対応可能なことから、変調器でのオンオフ制御の高速動作が可能となり、それゆえ、ＲＦモジュールセンサ１００からの出力制御を高速かつ安定に動作させることができる。
【０１３２】
また、本実施の形態によれば、歪補正係数は、平板状又は円錐状の反射体との間の距離を変化させながら取得した測定データを用いて事前計算されるので、一度にかつ短時間でまとめて送受信モジュールの受信特性を取得できる。
【符号の説明】
【０１３３】
１…電磁波イメージング装置
３…対象物
５ａ、５ｂ…反射体
１００…ＲＦモジュールセンサ
１１…ＲＦ信号発生器
１２…変調器
１３…アンテナ
１４…増幅器
１５ａ…第１のミキサ
１５ｂ…第２のミキサ
１６…π／２移相器
２００…ＲＦモジュールセンサ切換回路
２１…第１の切換器
２２…第２の切換器
２３…第３の切換器
３００…ＲＦモジュールセンサ選択信号生成器
４００…変調信号生成器
５００…ベースバンド回路
５１ａ、５１ｂ…フィルタ
５２ａ、５２ｂ…ＰＳＤ（位相検波器）
５３ａ、５３ｂ…Ａ／Ｄ変換器
６００…メモリ
７００…温度計
８００…走査距離計
９００…ＣＰＵ
９１…歪補正部
９２…レーダ信号処理部
９３…画像処理部
１０００…表示器
１１００…データベース
１１０１…選択順番データ記憶部
１１０２…歪補正係数データ記憶部
１１０１…対象物特徴量データ記憶部
Ｓ１０１〜Ｓ１０３、Ｓ２０１〜Ｓ２０２…処理ステップ
【図１】
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【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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