(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波吸収能を有する筐体と、
該筐体内に設けられ、被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段と、
前記筐体内に設けられ、球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段と、
前記第１送受信手段によって得られた計測データを、前記第２送受信手段によって得られた計測データと対比可能なデータに変換するデータ変換手段と、
を備えていることを特徴とする電磁波計測装置。
【請求項２】
前記第１送受信手段および前記第２送受信手段から送信される電磁波の照射位置を変更するように前記被測定物を軸線回りに回転可能に支持する回転台を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電磁波計測装置。
【請求項３】
前記回転台の前記軸線に一致するように、前記計測領域の中心軸線が設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁波計測装置。
【請求項４】
電磁波吸収能を有する筐体と、
該筐体内に設けられ、被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段と、
前記筐体内に設けられ、球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段と、
前記第１送受信手段および前記第２送受信手段から送信される電磁波の照射位置を変更するように前記被測定物を軸線回りに回転可能に支持する回転台と、
前記回転台を回転可能に支持する支持機構を収容するパイロンを備え、
該パイロンは、前記第１送受信手段による計測時における該第１送受信手段に対する前面位置関係と、前記第２送受信手段による計測時における該第２送受信手段に対する前面の位置関係とが同一となるように、位置変更可能とされていることを特徴とする電磁波計測装置。
【請求項５】
電磁波吸収能を有する筐体と、
該筐体内に設けられ、被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段と、
前記筐体内に設けられ、球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段と、
前記第１送受信手段および前記第２送受信手段から送信される電磁波の照射位置を変更するように前記被測定物を軸線回りに回転可能に支持する回転台と、
前記回転台を回転可能に支持する支持機構を収容するパイロンを備え、
該パイロンは、固定設置され、前記第１送受信手段による計測時における該第１送受信手段に対する前面の位置関係と、前記第２送受信手段による計測時における該第２送受信手段に対する前面の位置関係とが同一となる形状とされていることを特徴とする電磁波計測装置。
【請求項６】
電磁波吸収能を有する筐体と、
該筐体内に設けられ、被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段と、
前記筐体内に設けられ、球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段と、
前記第１送受信手段と前記計測領域との間に取り外し可能に設けられた電磁波吸収能を有する第１壁体と、
前記第２送受信手段の前記リフレクタと前記計測領域との間に取り外し可能に設けられた電磁波吸収能を有する第２壁体と、
を備えていることを特徴とする電磁波計測装置。
【請求項７】
電磁波吸収能を有する筐体と、
該筐体内に設けられ、被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段と、
前記筐体内に設けられ、球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段と、
前記第２送受信手段の前記リフレクタと前記計測領域との間に取り外し可能に設けられた電磁波吸収能を有する第３壁体と、
を備え、
該第３壁体には、前記第１送受信手段が設けられていることを特徴とする電磁波計測装置。
【請求項８】
縮小模型を被測定物とした請求項１から３のいずれかに記載の電磁波計測装置と、
前記縮小模型の実物大とされた被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を近傍界にて送信するとともに散乱波を受信する第３送受信手段と、
を備え、
前記電磁波計測装置の前記データ変換手段によって得られたデータ変換則に基づいて、前記第３送受信手段によって得られた計測結果を遠方界におけるデータに変換することを特徴とする電磁波計測システム。
【請求項９】
被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段によって計測する第１送受信ステップと、
球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段によって計測する第２送受信ステップと、
前記第１送受信ステップによって得られた計測データを、前記第２送受信ステップによって得られた計測データと対比可能なデータに変換するデータ変換を行うデータ変換ステップと、
を有することを特徴とする電磁波計測方法。
【請求項１０】
縮小模型を被測定物として前記第１送受信ステップ、前記第２送受信ステップ、及び、前記データ変換ステップを行い、
前記縮小模型の実物大とされた被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を近傍界にて送信するとともに散乱波を受信する第３送受信手段によって計測する第３送受信ステップを行い、
前記データ変換ステップによって得られたデータ変換則に基づいて、前記第３送受信手段によって得られた計測結果を遠方界におけるデータに変換することを特徴とする請求項９に記載の電磁波計測方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の電磁波計測方法によって電磁波計測を行い、その電磁波計測結果に基づいて、構造体の外形状を設計することを特徴とする構造体の外形状設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波計測装置、電磁波計測システムおよび電磁波計測方法ならびに構造体の外形状設計方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
戦闘機、艦船、戦車等のステルス性能の評価や、これらを設計する際の電磁波散乱メカニズムの分析を行うために、電磁波散乱評価システムが知られている（下記特許文献１及び２参照）。
【０００３】
電磁波計測を行う場合には、図１０に示すように、実物大とされた被測定物の最大径Ｄおよび測定波長λから決定される下式の遠方界条件を満たす遠方界での測定がある。
ρ＞２Ｄ２／λ
なお、上式においてρは、球面波電磁波を送受信する送受信アンテナ１０１から被測定物１０２までの測定距離である。
このような遠方界条件での計測は、被測定物１０２を実際の条件にて計測できるので計測結果の信頼性は高いが、実物大の被測定物を用いる場合には測定距離ρが大きくなり装置が大がかりになってしまう。例えば戦闘機を被測定物としてマクロ波にて計測する場合、ρは数ｋｍとなってしまう。
【０００４】
また、上述した遠方界での計測ほど測定距離を確保しなくても遠方界相当での計測が可能となるコンパクトレンジ（例えば凹面リフレクタ）を用いた測定方法がある。これは、図１１に示すように、球面波電磁波を送受信する送受信アンテナ１０１と、球面波電磁波を波電磁波に変換するコンパクトレンジ１０３とを備え、コンパクトレンジ１０３によって変換された波電磁波を利用することにより、遠方界での計測を可能としている。なお、同図において符号１０４は筐体であり、この筐体１０４は、送受信アンテナ１０１、コンパクトレンジ１０３および被測定物１０２を収容する。筐体１０４の内面には、電波吸収材（RAM : Radar Absorption Material）１０５が設けられている。
しかし、コンパクトレンジを用いても、被測定物が実物大模型の場合には装置の大きさは１００ｍ程度であり、依然として大きな装置とならざるを得ない。
【０００５】
さらに、図１２に示すように、遠方界条件よりも短い測定距離（例えば数１０ｍ）とされた近傍界にて送受信アンテナ１０１から球面波電磁波を被測定物１０２に照射して計測を行う方法がある。そして、得られた近傍界（NF : Near Field）における計測データを所定の数学的手法を用いて遠方界（FF : Far Field）におけるデータに変換する（以下、この近傍界（NF）から遠方界（FF）へのデータ変換を「NF/FF変換」という。）ことによって、遠方界における電磁波散乱を評価する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２０６２３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６６４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、NF/FF変換を用いて近傍界で計測を行い遠方界での電磁波散乱を評価する手法は、装置がコンパクトになるという利点を有するが、数学的な手法であるNF/FF変換の妥当性が問題となる。
具体的には、理論値を導きやすい単純形状であればNF/FF変換の妥当性を検証することは可能であるが、複雑形状を有する被測定物の場合には理論値を導くことは困難である。
したがって、コンパクトレンジ等を用いた波電磁波を照射する計測システムにて別途評価を行った複雑形状及び多数の反射メカニズムを有する供試体を活用して、NF/FF変換の妥当性を検証する必要がある。しかし、このような検証は複雑で迂遠な評価システムが要求され、また被測定物の形状が変われば新たに評価システムを再構築する必要があるという問題がある。さらに、近傍界による計測とコンパクトレンジによる計測とで異なる施設を用いて妥当性を評価することになるので、誤差要因が生じることになる。
一方、NF/FF変換の妥当性だけでなく、近傍界にて取得したISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar；逆合成開口レーダ）データについても、その取得データの妥当性について検証することが必要となる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、近傍界にて計測した電磁波散乱データを用いて遠方界での電磁波散乱を精度良く評価できる電磁波計測装置、電磁波計測システムおよび電磁波計測方法ならびに構造体の外形状設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の電磁波計測装置、電磁波計測システムおよび電磁波計測方法ならびに構造体の外形状設計方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の参考例にかかる電磁波計測装置は、電磁波吸収能を有する筐体と、該筐体内に設けられ、被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段と、前記筐体内に設けられ、球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
球面波電磁波を送受信する第１送受信手段は、近傍界での電磁波計測を可能とする。一方、波電磁波を送信する第２送受信手段は、遠方界での電磁波計測を可能とする。本発明では、これら第１送受信手段と第２送受信手段を、同一の計測領域に対して電磁波を送受信するようになっている。したがって、同一の電磁波照射条件にて測定することができるので、第１送受信手段による近傍界の計測結果と第２送受信手段による遠方界の計測結果とが対比可能となる。
第２送受信手段は、球面波電磁波を波電磁波に変換するリフレクタを備えており、これにより、筐体をコンパクトにすることができる。リフレクタとしては、典型的には、コンパクトレンジ（例えば凹面リフレクタ）が挙げられる。
【００１１】
さらに、本発明の電磁波計測装置では、前記第１送受信手段によって得られた計測データを、前記第２送受信手段によって得られた計測データと対比可能なデータに変換するデータ変換手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
データ変換手段によって、第１送受信手段によって得られた計測データ（いわゆる近傍界データ）を、第２送受信手段によって得られた計測データ（いわゆる遠方界）と対比可能なデータに変換することで、データ変換の妥当性や計測データの妥当性の評価が可能となる。
【００１３】
さらに、本発明の電磁波計測装置では、前記第１送受信手段および前記第２送受信手段から送信される電磁波の照射位置を変更するように前記被測定物を軸線回りに回転可能に支持する回転台を備えていることを特徴とする。
【００１４】
回転台を回転することによって被測定物を軸線回りに回転させることによって、第１送受信手段および第２送受信手段から送信される電磁波の照射位置を変更することとした。これにより、第１送受信手段と第２送受信手段が異なる位置に設けられている場合であっても同様の位置関係で電磁波の送受信を行うことができるので、第１送受信手段と第２送受信手段とを変更するごとに被測定物を設置台に対して配置し直す場合に比べて、第１送受信手段による測定結果と第２送受信手段による測定結果との対比を精度良く行うことができる。
【００１５】
さらに、本発明の電磁波計測装置では、前記回転台の前記軸線に一致するように、前記計測領域の中心軸線が設定されていることを特徴とする。
【００１６】
回転台の軸線と計測領域の中心軸線とを一致させることにより、第１送受信手段と第２送受信手段が異なる位置に設けられている場合であっても同様の位置関係で電磁波の送受信を行うことができ、電磁波照射条件の同一性を保つことができる。
【００１７】
さらに、本発明の電磁波計測装置では、前記回転台を回転可能に支持する支持機構を収容するパイロンを備え、該パイロンは、前記第１送受信手段による計測時における該第１送受信手段に対する前面位置関係と、前記第２送受信手段による計測時における該第２送受信手段に対する前面の位置関係とが同一となるように、位置変更可能とされていることを特徴とする。
【００１８】
パイロン内には、回転台を回転可能に支持する支持機構が収容されるようになっている。したがって、パイロンは、各送受信手段から送信される電磁波に曝されることになる。パイロンに電磁波が照射されると、パイロンから散乱する電磁波は計測時の誤差要因となるため、計測時におけるパイロンの位置が重要となる。そこで、本発明では、第１送受信手段による計測時における第１送信手段に対する位置関係と、第２送受信手段による計測時における第２送受信手段に対する位置関係とが同一となるように、パイロンを位置変更可能とした。これにより、各送受信手段による測定時におけるパイロンの位置関係を同一とできるので、双方の電磁波照射条件を一致させることができ、対比可能な計測が可能となる。
なお、パイロンを位置変更する場合には、回転台の軸線回りに回転するようにパイロンを位置変更させることが好ましい。これにより、精度良くパイロンを位置変更させることができる。
また、パイロンとしては、照射された電磁波が計測領域側に散乱しないように、照射方向に対して前面を傾けるように配置することが好ましく、その断面形状も先端部が曲面で構成され滑らかな連続した形状とされたオジャイブ（ogive；蛋形）形状とすることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明の電磁波計測装置では、前記回転台を回転可能に支持する支持機構を収容するパイロンを備え、該パイロンは、固定設置され、前記第１送受信手段による計測時における該第１送受信手段に対する前面の位置関係と、前記第２送受信手段による計測時における該第２送受信手段に対する前面の位置関係とが同一となる形状とされていることを特徴とする。
【００２０】
パイロン内には、回転台を回転可能に支持する支持機構が収容されるようになっている。したがって、パイロンは、各送受信手段から送信される電磁波に曝されることになる。パイロンに電磁波が照射されると、パイロンから散乱する電磁波は計測時の誤差要因となるため、計測時におけるパイロンの位置が重要となる。そこで、本発明では、パイロンを固定設置するとともに、パイロンの形状を、第１送受信手段による計測時における第１送信手段に対する前面の位置関係と、第２送受信手段による計測時における第２送受信手段に対する前面の位置関係とが同一となるようにした。これにより、各送受信手段による測定時におけるパイロンの前面の位置関係を同一とできるので、双方の電磁波照射条件を一致させることができ、対比可能な計測が可能となる。
また、パイロンを固定設置しているので、第１送受信手段と第２送受信手段とを切り替える際にパイロンの位置を変更する必要がないので、双方の電磁波照射条件を一致させることができる。
また、パイロンとしては、照射された電磁波が計測領域側に散乱しないように、照射方向に対して前面を傾けるように配置することが好ましく、その断面形状も先端部が曲面で構成され滑らかな連続した形状とされたオジャイブ（ogive；蛋形）形状とすることが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の電磁波計測装置では、前記第１送受信手段と前記計測領域との間に取り外し可能に設けられた電磁波吸収能を有する第１壁体と、前記第２送受信手段の前記リフレクタと前記計測領域との間に取り外し可能に設けられた電磁波吸収能を有する第２壁体と、を備えていることを特徴とする。
【００２２】
第１壁体および第２壁体を設けることにより、一方の送受信手段による計測時に他方の送受信手段が影響を及ぼすことがないようにすることができる。具体的には、第１送受信手段による計測の場合には、第２壁体を設置することによって第２送受信手段のリフレクタからの影響を排除することができ、第２送受信手段による計測の場合には第１壁体を設置することによって第１送受信手段からの影響を排除することができる。
【００２３】
さらに、本発明の電磁波計測装置では、前記第２送受信手段の前記リフレクタと前記計測領域との間に取り外し可能に設けられた電磁波吸収能を有する第３壁体を備え、該第３壁体には、前記第１送受信手段が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
第２送受信手段のリフレクタと計測領域との間に、第１送受信手段が設けられた第３壁体を取り外し可能に設けることとした。これにより、第１送受信手段による計測の際には第３壁体を設置して計測を行い、リフレクタからの影響を排除する。また、第２送受信手段による計測の際には第３壁体とともに第１送受信手段を取り外すことにより、第１送受信手段からの影響を排除する。
このように、計測領域からみて同一方向に各送受信手段を設置することができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。
また、パイロンを用いる場合には、同一の電磁波照射条件となるので、パイロンの位置変更を行わなくても済む。
【００２５】
また、本発明の電磁波計測システムは、縮小模型を被測定物とした請求項１から７のいずれかに記載の電磁波計測装置と、前記縮小模型の実物大とされた被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を近傍界にて送信するとともに散乱波を受信する第３送受信手段とを備え、前記電磁波計測装置の前記データ変換手段によって得られたデータ変換則に基づいて、前記第３送受信手段によって得られた計測結果を遠方界におけるデータに変換することを特徴とする。
【００２６】
縮小模型を用いた電磁波計測装置によって、第１送受信手段による近傍界と第２送受信手段による遠方界とのデータ変換則を得ておき、このデータ変換則に基づいて、実物大の被測定物を第３送受信手段によって近傍界にて計測したデータを変換し、遠方界におけるデータを得ることとした。これにより、遠方界条件を満たす大がかりな計測設備を用いることなく実物大の被測定物の電磁波計測が可能となる。
【００２７】
また、本発明の参考例としての電磁波計測方法は、被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を送信するとともに散乱波を受信する第１送受信手段によって計測する第１送受信ステップと、球面波電磁波を平面波電磁波に変換するリフレクタを備え、変換された平面波電磁波を前記計測領域に送信するとともに散乱波を受信する第２送受信手段によって計測する第２送受信ステップとを有することを特徴とする。
【００２８】
第１送受信手段と第２送受信手段は、同一の計測領域に対して電磁波を送受信するようになっている。したがって、同一の電磁波照射条件にて測定することができるので、第１送受信手段による測定結果と第２送受信手段による測定結果とが対比可能となる。
第２送受信手段は、球面波電磁波を波電磁波に変換するリフレクタを備えており、これにより、装置構成をコンパクトにすることができる。リフレクタとしては、典型的には、コンパクトレンジ（例えば凹面リフレクタ）が挙げられる。
【００２９】
さらに、本発明の電磁波計測方法では、前記第１送受信ステップによって得られた計測データを、前記第２送受信ステップによって得られた計測データと対比可能なデータに変換するデータ変換を行うデータ変換ステップを有することを特徴とする。
【００３０】
第１送受信手段によって得られた計測データ（いわゆる近傍界データ）を、第２送受信手段によって得られた計測データ（いわゆる遠方界）と対比可能なデータに変換することで、データ変換の妥当性や計測データの妥当性の評価が可能となる。
【００３１】
さらに、本発明の電磁波計測方法では、縮小模型を被測定物として前記第１送受信ステップ、前記第２送受信ステップ、及び、前記データ変換ステップを行い、前記縮小模型の実物大とされた被測定物が設置される計測領域に球面波電磁波を近傍界にて送信するとともに散乱波を受信する第３送受信手段によって計測する第３送受信ステップを行い、前記データ変換ステップによって得られたデータ変換則に基づいて、前記第３送受信手段によって得られた計測結果を遠方界におけるデータに変換することを特徴とする。
【００３２】
縮小模型を用いた電磁波計測装置によって、第１送受信手段による近傍界と第２送受信手段による遠方界とのデータ変換則を得ておき、このデータ変換則に基づいて、実物大の被測定物を第３送受信手段によって近傍界にて計測したデータを変換し、遠方界におけるデータを得ることとした。これにより、遠方界条件を満たす大がかりな計測設備を用いることなく実物大の被測定物の電磁波計測が可能となる。
【００３３】
また、本発明の構造体の外形状設計方法は、上述のいずれかに記載の電磁波計測方法によって電磁波計測を行い、その電磁波計測結果に基づいて、構造体の外形状を設計することを特徴とする。
【００３４】
上述した電磁波計測方法を用いることにより構造体の外形状の電磁波散乱解析を行うことができるので、所望の電磁波散乱強度や電磁波散乱分布を有する構造体の外形状を決定することができる。
構造体としては、例えば、航空機等の飛翔体、船舶、地上走行体等が挙げられ、特に戦闘機、艦船、戦車等のステルス性能が要求される構造体に用いて好適である。
【発明の効果】
【００３５】
球面波電磁波を近傍界にて送受信する第１送受信手段と、波電磁波を送受信する第２送受信手段とを用い、同一の計測領域に対して電磁波を送受信するようにした。したがって、同一の電磁波照射条件にて測定することができるので、第１送受信手段による近傍界の計測結果と第２送受信手段による遠方界の計測結果とが対比可能となる。これにより、近傍界での計測データから遠方界への電磁波散乱データへのNF/FF変換の妥当性が十分に検証できるので、近傍界にて計測した電磁波散乱データを用いて遠方界での電磁波散乱を精度良く評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる電波計測装置を示した縦断面図である。
【図２】図１のオジャイブパイロンを示した横断面図である。
【図３】図１の電波計測装置にて近傍界計測を行う状態を示した縦断面図である。
【図４】図１の電波計測装置にて遠方界計測を行う状態を示した縦断面図である。
【図５】図１の電波計測装置を用いた電波計測システムにて行われる電波計測を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる電波計測装置を示した縦断面図である。
【図７】図６のオジャイブパイロンを示し、（ａ）は上端部の横断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下端部の横断面図である。
【図８】図６のオジャイブパイロンの変形例を示し、（ａ）は上端部の横断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下端部の横断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態にかかる電波計測装置を示した縦断面図である。
【図１０】従来の遠方界計測を示した概略構成図である。
【図１１】従来のコンパクトレンジを用いた遠方界計測を示した縦断面図である。
【図１２】従来の近傍界計測を示した縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
同図には、本実施形態に係る電磁波計測装置１が示されている。電磁波計測装置１は、筐体３と、筐体３内に収容された近傍界用送受信アンテナであるNFアンテナ（第１送受信手段）５と、筐体３内に収容された遠方界用送受信アンテナであるFFアンテナ（第２送受信手段）７と、このFFアンテナ７からの電磁波を反射するコンパクトレンジ（第２送受信手段，リフレクタ）９とを備えている。
【００３８】
筐体３の内面には、電波吸収材（RAM：Radar Absorption
Material）４が設けられている。筐体３の中央部には、計測領域（Quiet Zone；無響領域）１１が設けられている。この計測領域１１は、仮想上の領域であり、電磁波計測の際に外乱が生じない領域を意味する。計測領域１１に、被測定物である航空機模型１５が設置される。航空機模型１５は、実物大の航空機の例えば１／１０程度の縮小模型である。
【００３９】
航空機模型１５は、回転軸線ＣＬ回りに回転する回転台１７上に固定設置されており、回転台１７とともに回転軸線ＣＬ回りに回転するようになっている。また、回転軸線ＣＬは、計測領域１１の中心軸線と一致するように設定されている。
回転台１７は、ユニバーサルジョイント等を備えた回転支持機構（図示せず）によって下方から支持されている。この回転支持機構は、オジャイブパイロン１３内に収容されている。
【００４０】
オジャイブ（ogive）パイロン１３は、図２に示すように、その横断面形状が蛋形（たん形）とされており、先端部が曲面で構成され滑らかな連続した船形のような形状とされている。また、オジャイブパイロン１３は、図１に示されているように、照射された電磁波が計測領域１１側に散乱しないように、照射方向に対して前面を傾けるように配置できるようになっている。具体的には、NFアンテナ５から電磁波を送信する場合は、オジャイブパイロン１３は位置Ａとされ、FFアンテナ７から電磁波を送信する場合は、オジャイブパイロン１３は位置Ｂとされる。また、本実施形態では、オジャイブパイロン１３は、回転台１７即ち航空機模型１５の回転軸線ＣＬと同一軸線を有して回転されるようになっている。これにより、航空機模型１５とオジャイブパイロン１３との位置関係を精度良く再現できるようになっている。
【００４１】
NFアンテナ５は、マイクロ波等の電磁波を球面波として送信するとともに、計測領域１１の航空機模型１５にて反射もしくは散乱された電磁波を受信するものである。受信した電磁波散乱データ（具体的にはISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar；逆合成開口レーダ）データ）は、図示しない演算処理部によって処理される。
NFアンテナ５と計測領域１１との間には、第１壁体１９が設けられている。第１壁体１９は、計測領域１１側の面に電磁波吸収材４を備えており、NFアンテナ５が設置された空間を計測領域１１側の空間から仕切るように設置される。第１壁体１９は、取り外し可能となっており、NFアンテナ５を用いた近傍界計測の際には取り外され、FFアンテナ７を用いた遠方界計測の際に設置されるようになっている。
【００４２】
FFアンテナ７は、マイクロ波等の電磁波を球面波としてコンパクトレンジ９に送信するとともに、計測領域１１の航空機模型１５にて反射もしくは散乱された電磁波をコンパクトレンジ９を介して受信するものである。受信した電磁波散乱データ（具体的にはISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar；逆合成開口レーダ）データ）は、図示しない演算処理部によって処理される。
コンパクトレンジ９は、球面波電磁波を波電磁波に変換するリフレクタであり、具体的には凹面リフレクタが用いられる。
コンパクトレンジ９と計測領域１１との間には、第２壁体２１が設けられている。第２壁体２１は、計測領域１１側の面に電磁波吸収材４を備えており、コンパクトレンジ９が設置された空間を計測領域１１側の空間から仕切るように設置される。第２壁体２１は、取り外し可能となっており、FFアンテナ７を用いた遠方界計測の際には取り外され、NFアンテナ５を用いた近傍界計測の際に設置されるようになっている。
【００４３】
電波計測装置１は、図示しない演算処理部を備えており、この演算処理部にデータ変換手段が設けられている。データ変換手段は、NFアンテナ５を用いた近傍界計測データを、所定の数学的手法を用いてFFアンテナを用いた遠方界計測データと対比可能なデータに変換する（すなわちNF/FF変換する）ものである。
【００４４】
次に、上記構成を用いた電波計測装置１を用いた電波計測方法および航空機（構造体）の設計方法について、図３乃至図５を用いて説明する。
［近傍界計測（ステップＳ１）］
図３に示すように図１の電磁波計測装置１を構成し、NFアンテナ５を用いて近傍界計測を行う（図５のステップＳ１；第１送受信ステップ）。近傍界計測のときには、第１壁体１９を取り外し、第２壁体２１を設置する。これにより、NFアンテナ５からの送受信が可能となるとともに、リフレクタ９からの電磁波散乱の影響を排除することができる。
航空機模型１５は、計測時に回転軸線ＣＬ回りに回転させられるように、回転台１７上に固定される。
オジャイブパイロン１３は、位置Ａに位置させ、NFアンテナ５からの電磁波が照射された場合に計測領域１１へと電磁波が散乱しないように、下端がNFアンテナ５から上端よりも離れた姿勢となるように配置される。このようにオジャイブパイロン１３を位置させる際には、回転軸線ＣＬを中心としてオジャイブパイロン１３の下端が旋回するように変位されるようになっている。
このような状態で、NFアンテナ５から電磁波を球面波として計測領域１１へ向けて照射する。計測時には、航空機模型１５が回転軸線CL回りに所定の角度ずつ回転させられ、各角度位置にて計測が行われる。照射された電磁波は航空機模型１５にて反射もしくは散乱し、反射散乱した電磁波は、NFアンテナ５にて受信される。受信信号は、図示しない演算処理部へと送られ、ISARデータとして処理され、電磁波散乱強度や電磁波散乱分布を得る。
【００４５】
［遠方界計測（ステップＳ２）］
図４に示すように図１の電波計測装置１を構成し、FFアンテナ７を用いて遠方界計測を行う（図５のステップＳ２；第２送受信ステップ）。なお、遠方界計測は、上述した近傍界計測の後に行っても良いし、近傍界計測の前に行っても良い。
遠方界計測のときには、第２壁体２１を取り外し、第１壁体１９を設置する。これにより、FFアンテナ７からの送受信が可能となるとともに、NFアンテナ５からの電磁波散乱の影響を排除することができる。
航空機模型１５は、近傍界計測時に設置した状態を維持し、回転台１７から取り外すことなくそのまま使用する。これにより、近傍界計測と遠方界計測との電磁波照射条件の同一性を保つことができる。
オジャイブパイロン１３は、位置Ｂに位置させ、FFアンテナ７からの電磁波がコンパクトレンジ９を介して照射された場合に計測領域１１へと電磁波が散乱しないように、下端がFFアンテナ７から上端よりも離れた姿勢となるように配置される。このようにオジャイブパイロン１３を位置させる際には、回転軸線ＣＬを中心としてオジャイブパイロン１３の下端が旋回するように変位されるようになっている。
このような状態で、FFアンテナ７から電磁波を球面波として送信すると、コンパクトレンジ９にて平面波へと変換された電磁波が計測領域１１へ向けて照射される。計測時には、近傍界計測時と同様に、航空機模型１５が回転軸線CL回りに所定の角度ずつ回転させられ、各角度位置にて計測が行われる。照射された電磁波は航空機模型１５にて反射もしくは散乱し、反射散乱した電磁波は、FFアンテナ７にて受信される。受信信号は、図示しない演算処理部へと送られ、ISARデータとして処理され、電磁波散乱強度や電磁波散乱分布を得る。
【００４６】
［NF/FF変換（ステップＳ３）］
次に、演算処理部にて、上述した近傍界計測によって得られた計測データ（NF計測データ）を、所定の数学的処理によって遠方界のデータ（FF変換データ）に変換する（図５のステップＳ３；データ変換ステップ）。このNF/FF変換の際に用いた変換則を演算処理部の記憶領域に格納しておく。
【００４７】
［比較（ステップＳ４）］
そして、上述した遠方界計測によって得られた計測データ（FF計測データ）と、NF/FF変換を行ったFF変換データとを比較し、所定の誤差範囲内で一致しているか否かを評価する（図５のステップＳ４）。FF変換データとFF計測データとが所定の誤差範囲内で一致している場合には、このNF/FF変換に用いた変換則が妥当なものであるとして、当該変換則を次に行われる実物大模型での近傍界計測のデータ変換に用いるために所定の記憶領域に格納しておく。FF変換データとFF計測データとが所定の誤差範囲内で一致していない場合には、用いたNF/FF変換の変換則の所定のパラメータを適宜変更し、再びNF/FF変換を行う。そして、改めてFF変換データとFF計測データとを比較し、所定の誤差範囲内に収まるまで変換則のパラメータを調整する。
【００４８】
［実物大模型による近傍界計測（ステップＳ５）］
次に、上述した縮小模型である航空機模型１５の実物大模型を用いて、近傍界計測を行う（図５のステップＳ５；第３送受信ステップ）。この近傍界計測は、既に図１２に示した実物大模型用の電磁波計測装置を用いて行う。この場合、図１に示した電磁波計測装置１に加えて、図１２に示した実物大模型用の電磁波計測装置を備えた電磁波計測システムが構成されることになる。
実物大模型を用いた近傍界計測によって得られた計測データは、NF実物大計測データとして、図示しない演算処理部へと送られ、ISARデータとして処理され、電磁波散乱強度や電磁波散乱分布を得る。
【００４９】
［NF実物大計測データをFF変換（ステップＳ６）］
そして、NF実物大計測データを、NF/FF変換を用いて遠方界におけるFFデータへと変換する（図５のステップＳ６）。この際に用いられるNF/FF変換の変換則は、上述したステップＳ４にて得られた変換則を用いる。すなわち、ステップＳ４にて近傍界と遠方界との間のデータ変換の妥当性が確認された変換則を用いて、NF/FF変換を行う。これにより、NF実物大計測データは、FF実物大変換データへと変換される。このFF実物大変換データは、図１の電磁波計測装置１を用いて既にNF/FF変換の妥当性が検証されているので、遠方界における電磁波散乱データとして十分に信頼できるものである。
【００５０】
［航空機形状の検討（ステップＳ７）］
次に、FF実物大変換データを用いて、航空機の電磁波散乱を評価し、航空機形状のステルス性能等を検討する。これにより、所望の電磁波散乱特性を有する航空機形状が決定される。
【００５１】
以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
NFアンテナ５を用いた近傍界計測とFFアンテナ７を用いた遠方界計測を、同一の計測領域１１に対して行うようにしたので、同一の電磁波照射条件にて測定することができ、近傍界の計測結果と遠方界の計測結果とが対比可能となる。
また、近傍界計測によって得られたNF計測データをNF/FF変換してFF変換データを演算し、このFF変換データと遠方界計測によって得られたFF計測データとを比較することとしたので、NF/FF変換の変換則の妥当性を検証することができる。
また、近傍界計測時および遠方界計測時において、航空機模型１５を同一の回転台１７を用いて同一の中心軸線CL回りに回転させて計測することとした。これにより、同一の電磁波照射条件を維持することができ、NF/FF変換の妥当性評価の信頼性を更に高めることができる。
また、航空機模型１５の回転中心である回転軸線CLと計測領域１１の中心軸線とを一致させることとしたので、近傍界計測と遠方界計測との間で同一の電磁波照射条件を維持することができ、NF/FF変換の妥当性評価の信頼性を更に高めることができる。
また、オジャイブパイロン１３を航空機１５と同様の中心軸線CL回りに回転させて、近傍界計測時の位置Ｂと遠方界計測時の位置Ａとを位置決めすることとしたので、近傍界計測と遠方界計測との間で同一の電磁波照射条件を維持することができ、NF/FF変換の妥当性評価の信頼性を更に高めることができる。
また、第１壁体１９を取り外し可能に設けることで、遠方界計測時のNFアンテナ５の影響を排除することができ、第２壁体２１を取り外し可能に設けることで、近傍界計測時のリフレクタ９の影響を排除することができるので、電磁波計測の精度を向上させることができる。特に、コンパクトレンジ９は、設置してアライメント等を調整した後は移動させることが好ましくないので、第２壁体２１を用いて非使用時に電磁的に遮蔽することは効果的である。
また、縮小模型である航空機模型１５を用いた装置構成としたので、遠方界計測のためにコンパクトレンジ９を用いる場合であっても、装置構成をコンパクトに構成することができる。これは、図１１に示したように実物大模型１０２を計測する際には大型のコンパクトレンジ１０３を採用せざるを得ないので、このような場合と比較すると、コスト的にも極めて有利である。
【００５２】
また、電磁波計測装置１にて妥当性が検証されたNF/FF変換の変換則を用いて、実物大の近傍界計測にて得られたNF実物大計測データを遠方界へと変換して評価することとしたので、高い信頼性を有する遠方界データにて電磁波散乱特性を評価することができる。したがって、航空機の電磁波散乱特性に関する形状設計を高精度にて行うことができる。
また、実物大模型での計測は、近傍界での計測だけで遠方界を評価することができ、従来のように遠方界条件を満たす大がかりな計測設備（図１０参照）を用いる必要がない。したがって、低コストにて電磁波散乱特性の評価を行うことができる。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図６乃至図８を用いて説明する。
本実施形態は、オジャイブパイロンの構成が第１実施形態と異なり、その他の構成は同様である。したがって、同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態のオジャイブパイロン２３は、回転式とされた第１実施形態のオジャイブパイロン１３と異なり、固定式とされている。具体的には、図６及び図７に示されているように、回転軸線CLを中心として対称に下方へと幅方向の寸法が拡大する末広がり形状となっている。このオジャイブパイロン２３の横断面は、図７の（ａ）及び（ｃ）に示すように、第１実施形態と同様に蛋形（たん形）とされており、先端部が曲面で構成され滑らかな連続した船形のような形状とされている。
【００５４】
本実施形態によれば、オジャイブパイロン２３は、図６において左右対称とされているので、左右の照射方向から見たオジャイブパイロン２３の前面形状が同様に構成されている。したがって、NFアンテナ５から電磁波を照射する近傍界計測時とFFアンテナ５から電磁波を照射する遠方界計測時とで同様の位置にオジャイブパイロン２３が配置されることになるので、電磁波照射条件の同一性を維持することができる。
また、オジャイブパイロン２３を固定式とし、第１実施形態のようにオジャイブパイロン１３を回転させる必要がないので、近傍界計測と遠方界計測との切替時に航空機模型１５の位置がずれるおそれがない。したがって、近傍界計測と遠方界計測との間の電磁波照射条件の同一性を更に高めることができる。
【００５５】
なお、オジャイブパイロンを、図８に示した形状に変形させても良い。すなわち、図６及び７に示したオジャイブパイロン２３の上下を反転させて、下方へと幅方向の寸法が対称に減少する形状としても良い。
図８のオジャイブパイロン２４によれば、オジャイブパイロン２４に照射されて散乱する電磁波が計測領域１１から遠ざかる方向となるので有利である。
【００５６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図９を用いて説明する。
本実施形態は、NFアンテナ５をコンパクトレンジ９側に配置して、同一方向から電磁波を送受信することした点で第１実施形態と相違する。その他の構成については同様であるので、同一符号を付しその説明を省略する。
リフレクタ９と計測領域１１との間に第３壁体２５が設置されている。第３壁体２５は、計測領域１１側の面に電磁波吸収材４を備えており、コンパクトレンジ９が設置された空間を計測領域１１側の空間から仕切るように設置される。第３壁体２５は、取り外し可能となっており、FFアンテナ７を用いた遠方界計測の際には取り外され、NFアンテナ５を用いた近傍界計測の際に設置されるようになっている。また、第３壁体２５には、NFアンテナ５が固定設置されている。なお、NFアンテナ５の精細な位置決めを行うことができるように位置決め機構を備えていても良い。
【００５７】
本実施形態によれば、同一方向から電磁波を送受信することとしたので、アンテナ５，７やコンパクトレンジ９等の送受信系を装置の一方に集めることができ、装置全体を更にコンパクトにすることができる。
また、同一方向から電磁波を送受信するので、近傍界計測時と遠方界計測時との切替時にオジャイブパイロン１３を移動させる必要がない。したがって、航空機模型１５の設置位置がずれるおそれがないので、計測精度を向上させることができる。
【００５８】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、上述した各実施形態では、被測定物として航空機を一例に挙げて説明したが、戦闘機等の航空機、艦船等の船舶、戦車等の地上走行体といった他の構造体であってもよく、あるいは円柱形状や直方体形状といった単純形状の電磁波散乱の評価にも用いることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  電磁波計測装置
３  筐体
４  電波吸収材
５  NFアンテナ
７  FFアンテナ
９  コンパクトレンジ
１１  計測領域
１３，２３，２４  オジャイブパイロン
１５  航空機模型
１７  回転台
１９  第１壁体
２１  第２壁体
２５  第３壁体
ＣＬ  回転軸線
【図１】
0005916304.tif 000002
【図２】
0005916304.tif 000003
【図３】
0005916304.tif 000004
【図４】
0005916304.tif 000005
【図５】
0005916304.tif 000006
【図６】
0005916304.tif 000007
【図７】
0005916304.tif 000008
【図８】
0005916304.tif 000009
【図９】
0005916304.tif 000010
【図１０】
0005916304.tif 000011
【図１１】
0005916304.tif 000012
【図１２】
0005916304.tif 000013