(57)【要約】 【課題】アレイ上の２つのパターン（送信及び受信）を内蔵する場合に、それぞれのアンテナ要素の最適な位相シフト値が設定されたアレイを提供すること。【解決手段】物体のマイクロ波画像を取得するマイクロ波画像生成システムにおいて使用する反射器アレイであって、それぞれがマイクロ波放射の第１ビームを第１ターゲットに向かって導くように第１パターンの個別の位相シフトをプログラム可能であり、且つ、それぞれがマイクロ波放射の第２ビームを第２ターゲットに向かって導くように第２パターンの個別の位相シフトをプログラム可能である複数の反射アンテナ要素を有し、前記複数のアンテナ要素は、前記物体の前記マイクロ波画像を取得するべく、前記第１パターンの一部及び前記第２パターンの一部を含むインターリーブパターンで個別の位相シフトをプログラムされる、アレイ。  【選択図】図５
2006270955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体のマイクロ波画像を取得するマイクロ波画像生成システムにおいて使用する反射器アレイであって、
それぞれがマイクロ波放射の第１ビームを第１ターゲットに向かって導くように第１パターンの個別の位相シフトをプログラム可能であり、且つ、それぞれがマイクロ波放射の第２ビームを第２ターゲットに向かって導くように第２パターンの個別の位相シフトをプログラム可能である複数の反射アンテナ要素を有し、
前記複数のアンテナ要素は、前記物体の前記マイクロ波画像を取得するべく、前記第１パターンの一部及び前記第２パターンの一部を含むインターリーブパターンで個別の位相シフトをプログラムされる、アレイ。
【請求項２】
前記インターリーブパターンは、前記第１パターンと前記第２パターンの直接インターリーブパターンである、請求項１記載のアレイ。
【請求項３】
前記第１ターゲットは、画像生成対象の前記物体と関連付けられているターゲットであり、前記第２ターゲットは、マイクロ波受信機であり、前記第１パターンは、前記マイクロ波放射の第１ビームを送信ビームとして前記ターゲットに向かって導く送信パターンであり、前記第２パターンは、前記ターゲットから反射された前記マイクロ波放射の第２ビームを受信ビームとして前記マイクロ波受信機に向かって反射する受信パターンであり、前記マイクロ波画像は、前記ターゲットのマイクロ波画像である、請求項１記載のアレイ。
【請求項４】
前記インターリーブパターン内の前記送信パターンの前記一部と前記受信パターンの前記一部は、それぞれ、前記物体の前記ターゲットにおける建設的な干渉の相応した減少を伴うことなしに、前記マイクロ波受信機における破壊的な干渉を増大させるべく選択されている、請求項３記載のアレイ。
【請求項５】
前記第１パターン及び前記第２パターンにおける前記複数のアンテナ要素のそれぞれの前記位相シフトは、理想的な位相に基づいて選択されており、前記インターリーブパターン内の前記第１パターンの前記一部と前記第２パターンの前記一部は、それぞれ、前記複数のアンテナ要素のそれぞれごとに、前記理想的な位相からの位相オフセットに基づいて量子化誤差を極小化するべく選択されている、請求項４記載のアレイ。
【請求項６】
前記インターリーブパターン内の前記第１パターンの前記一部と前記第２パターンの前記一部は、それぞれ、連続マイクロ波画像間における前記アレイ内の位相シフト変化の数を極小化するべく選択されている、請求項５記載のアレイ。
【請求項７】
前記インターリーブパターン内に含まれている前記第１パターンの前記一部と前記第２パターンの前記一部は、それぞれ、前記インターリーブパターンのデジタル圧縮と関連したメトリックを最適化するべく選択されている、請求項１記載のアレイ。
【請求項８】
ターゲットのマイクロ波画像を取得する方法であって、
複数の反射アンテナ要素を含むアレイを提供するステップと、
マイクロ波源からのマイクロ波放射のビームを前記ターゲットに向かって導くべく、前記反射アンテナ要素のそれぞれごとに、個別の位相シフトの送信パターンを設計するステップと、
前記ターゲットから反射されたマイクロ波放射の反射ビームをマイクロ波受信機に向かって反射するべく、前記反射アンテナ要素のそれぞれごとに、個別の位相シフトの受信パターンを設計するステップと、
前記送信パターンの一部と前記受信パターンの一部とを含むインターリーブパターンで個別の位相シフトを前記マイクロ波アンテナ要素のそれぞれにプログラムするステップと、
を含む方法。
【請求項９】
前記プログラムするステップは、前記送信パターンの前記一部と前記受信パターンの前記一部を前記インターリーブパターンで選択し、前記ターゲットにおける建設的な干渉の相応した減少を伴うことなしに、前記マイクロ波受信機における破壊的な干渉を増大させるステップを含んでいる、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記送信パターンを設計する前記ステップと、前記受信パターンを設計する前記ステップは、理想的な位相に基づいて、前記送信パターン及び前記受信パターンにおける前記複数のアンテナ要素のそれぞれの前記位相シフトを選択するステップを含んでおり、前記プログラムするステップは、前記複数のアンテナ要素のそれぞれごとに、前記理想的な位相からの位相オフセットに基づいて、量子化誤差を極小化するべく、前記送信パターンの前記一部と前記受信パターンの前記一部を前記インターリーブパターンで選択するステップを更に含んでいる、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波画像を生成するためのアレイ及びマイクロ波画像を取得する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近のマイクロ波画像生成における進歩により、物体及びその他の対象物品（例えば、対象の人物）の２次元及び更には３次元のマイクロ波画像生成能力を有するマイクロ波画像生成システムの製品開発が可能になった。現在、提供されているマイクロ波画像生成法には、いくつかのものが存在している。例えば、１つの技法は、マイクロ波検出器（以下、これを「アンテナ要素」と呼ぶ）のアレイを使用し、ターゲットの能動的なマイクロ波照射に応答して、人物又はその他の物体から放出された受動的マイクロ波放射、又は人物又はその他の物体から反射された反射マイクロ波放射を取得している。物体の位置に関連してアンテナ要素のアレイを走査すると共に／又は、送信又は検出するマイクロ波放射の周波数（又は、波長）を調節することにより、人物又はその他の物体の２次元又は３次元画像を構築する。
【０００３】
マイクロ波画像生成システムは、通常、物体との間でマイクロ波放射を送信、受信、及び／又は反射するための送信、受信、及び／又は反射アンテナアレイを含んでいる。このようなアンテナアレイは、従来のアナログフェーズドアレイ又は２値反射器アレイを使用して構築可能である。いずれの場合にも、アンテナアレイは、通常、いくつかの個別のマイクロ波線を含むマイクロ波放射のビームを３Ｄ空間内の点又は領域／容積（以下、これをターゲットと呼ぶ）に向かって導いている。ターゲットは、物体と関連付けすると共に、物体の画像内の１つ又は複数のボクセルに対応可能であり、或いは、ターゲットは、物体から反射されたマイクロ波放射を取得するマイクロ波受信機であってもよい。これは、アンテナ要素による個々のマイクロ波線の位相の変更を可能にする個別の位相シフトによってアレイ内のアンテナ要素のそれぞれをプログラムすることによって実現される。それぞれのアンテナ要素の位相シフトは、アンテナ要素のそれぞれからの個別のマイクロ波線のすべてがターゲットに実質的に同相で到達するように選択されている。プログラム可能なアンテナアレイの例は、「Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ」という名称の特許文献１及び「Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ」という名称の特許文献２に記述されている。
【０００４】
この結果、それぞれのターゲットごとに、ターゲットにおいて最大の建設的な干渉(constructive interference)を経験するマイクロ波放射のビームを生成する特定の位相シフトにより、それぞれのアンテナ要素がプログラムされる。特定のターゲットについてアレイ内のアンテナ要素に割り当てられているすべての位相シフトの組み合わせをパターンと呼ぶ。パターンのサイズは、アレイと同じサイズであり、パターン内のそれぞれの要素は、アレイ内の対応するアンテナ要素の位相シフトを表している。それぞれのアンテナ要素が２つの位相シフトの中のいずれかのみを導入可能な２値アレイの場合には、パターンは、１と０のアレイとして表現可能である。
【０００５】
物体と関連付けられたターゲットにマイクロ波源からのマイクロ波放射を反射すると共に物体のターゲットから反射されたマイクロ波放射をマイクロ波受信機のターゲットに反射するべく設計された反射器アンテナアレイを使用する場合には、（物体ターゲット及び受信機ターゲットへの）それぞれの反射用のパターンに含まれる値が、対立している場合がある。例えば、反射器アレイ内の特定のアンテナ要素が、マイクロ波源からのマイクロ波放射を物体ターゲットに対して反射する送信設計における０度の位相シフトと、物体ターゲットからのマイクロ波放射をマイクロ波受信機ターゲットに対して反射する受信設計における１８０度の位相シフトを具備する場合がある。
【特許文献１】米国特許出願第１０／９９７，４２２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１０／９９７，５８３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ターゲット物体のマイクロ波画像を取得するには、マイクロ波源とマイクロ波受信機間において実質的に同時の反射が必要である。従って、マイクロ波放射の送信及び受信の両方に単一の反射器アンテナアレイを使用するべくそれぞれのアンテナ要素にプログラムできるのは、１つの位相シフト値のみである。送信及び受信パターン内の特定のアンテナ要素用の２つの位相シフト値が互いに矛盾している場合には、画像取得の際に、その特定のアンテナ要素に使用できるのは、いずれかの位相シフト値のみである。２つのパターン（送信及び受信）をアレイ上に内蔵する際に、それぞれのアンテナ要素の位相シフト値を判定する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例は、それぞれがマイクロ波放射の第１ビームを第１ターゲットに向かって導くように第１パターンの個別の位相シフトをプログラム可能であり、且つ、それぞれがマイクロ波放射の第２ビームを第２ターゲットに向かって導くように第２パターンの個別の位相シフトをプログラム可能である複数の反射アンテナ要素を含むマイクロ波画像生成システム内において使用するアンテナアレイを提供する。物体のマイクロ波画像を取得するべく、アンテナ要素は、第１パターンの一部と第２パターンの一部を含むインターリーブパターンで個別の位相シフトがプログラムされている。
【０００８】
一実施例においては、インターリーブパターンは、第１パターンと第２パターンの直接インターリーブパターンである。別の実施例においては、インターリーブパターンは、アレイの量子化誤差を極小化する第１及び第２パターンの一部を含んでいる。第１及び第２パターンのいずれにおいても、複数のアンテナ要素のそれぞれの位相シフトは、理想的な位相に基づいて選択されている。量子化誤差を極小化するべく、インターリーブパターンの第１及び第２パターンの一部は、アンテナ要素のそれぞれごとに、理想的な位相からの最小位相オフセットを生成する。
【０００９】
更に別の実施例においては、インターリーブパターンの第１及び第２パターンの一部は、連続マイクロ波画像間におけるアレイ内の位相シフト変化の数を極小化するべく選択されており、この結果、電力消費が減少する。更に別の実施例においては、インターリーブパターン内に含まれる第１及び第２パターンの一部は、インターリーブパターン記述のビットにおけるデジタル圧縮と関連するメトリック（metric,測定基準）を最適化するべく選択されており、この結果、パターンデータのストレージ空間を低減すると共に処理を高速化可能である。
【００１０】
更なる実施例においては、第１ターゲットと第２ターゲットは、いずれも画像生成対象の物体と関連付けられている。別の実施例においては、第１ターゲットは、画像生成対象の物体と関連付けられたターゲットであり、第２ターゲットは、マイクロ波受信機である。ターゲットのマイクロ波画像を取得するべく、第１パターンは、マイクロ波放射の送信ビームをターゲットに向かって導く送信パターンであり、第２パターンは、ターゲットから反射されたマイクロ波放射の受信ビームをマイクロ波受信機に向かって反射する受信パターンである。更に別の実施例においては、インターリーブパターンは、ターゲットにおける建設的な干渉の相応した減少を伴うことなしに、マイクロ波受信機における破壊的な干渉(destructive interference)を増大させる送信及び受信パターンの一部を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照し、開示対象の発明について説明するが、これらの図面は、本発明の重要な実施例を示しており、これらは、本引用によって本明細書に包含される。
【００１２】
本明細書において使用する「マイクロ波放射（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）」と「マイクロ波照射（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）」という用語は、それぞれ、約１ＧＨｚ〜約１，０００ＧＨｚの周波数に相当する０．３ｍｍ〜３０ｃｍの波長を具備する電磁放射の帯域を意味している。従って、マイクロ波放射及びマイクロ波照射という用語は、それぞれ、従来のマイクロ波放射に加えて、一般にミリメートル波放射と呼ばれているものを含んでいる。又、本明細書において使用するターゲットという用語は、３Ｄ空間内の点又は領域／容積を意味している。一実施例においては、ターゲットは、物体と関連付けられており、物体の画像内の１つ又は複数のボクセルに対応している。別の実施例においては、ターゲットは、画像生成対象の物体から反射されたマイクロ波放射を取得するマイクロ波受信機である。
【００１３】
図１は、本発明の実施例による単純な模範的なマイクロ波画像生成システム１０の概略図である。マイクロ波画像生成システム１０は、１つ又は複数のアレイ５０（利便のために、この中の１つのみが示されている）を含んでおり、このそれぞれは、物体１５０（例えば、スーツケース、対象の人物、又はその他の対象の物品）のマイクロ波画像を取得するべくアンテナ要素８０を介してマイクロ波放射を送信、受信、及び／又は反射する能力を有している。
【００１４】
一実施例においては、アレイ５０は、反射アンテナ要素８０から構成された受動的なプログラム可能反射器アレイを含んでいる。反射アンテナ要素のそれぞれは、マイクロ波放射のビームを画像生成対象の物体１５０上のターゲット１５５（例えば、物体１５０の画像内の１つ又は複数のボクセルに対応した３Ｄ空間内の点又は領域／容積）に向かって導く個別の位相シフトによってプログラム可能である。位相シフトは、２値であるか、或いは、連続的なものであってよい。例えば、マイクロ波源６０からアレイ５０によって受信されたマイクロ波放射３０は、個々の反射アンテナ要素８０のそれぞれを個別の位相シフトによってプログラムすることにより、送信マイクロ波放射７０として物体１５０上のターゲット１５５に向かって反射され、ターゲット１５５から反射され、アレイ５０によって受信された反射マイクロ波放射９０は、受信マイクロ波放射２０として別のターゲット４０（例えば、マイクロ波受信機４０）に向かって反射される。
【００１５】
マイクロ波画像生成システム１０は、プロセッサ１００、コンピュータ可読媒体１１０、及びディスプレイ１２０を更に含んでいる。プロセッサ１００は、アレイ５０を制御し、ターゲット１５５から反射された受信マイクロ波放射２０を処理してターゲット１５５及び／又は物体１５０のマイクロ波画像を構築するハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせを含んでいる。例えば、プロセッサ１００は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラム可能なロジック装置、デジタル信号プロセッサ、又はコンピュータプログラムの命令を実行するべく構成されたその他のタイプの処理装置と、プロセッサ１００によって使用される命令及びその他のデータを保存する１つ又は複数のメモリ（例えば、キャッシュメモリ）を含むことができる。しかしながら、プロセッサ１００のその他の実施例も使用可能であることを理解されたい。メモリ１１０は、ハードドライブ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、コンパクトディスク、フロッピーディスク、ＺＩＰ（登録商標）ドライブ、テープドライブ、データベース、又はその他のタイプのストレージ装置又はストレージ媒体を含む（但し、これらに限定されない）任意のタイプのデータストレージ装置である。
【００１６】
プロセッサ１００は、コンピュータ可読媒体１１０内に保存されている１つ又は複数のパターン１１５を使用してアレイ５０をプログラムするべく動作する。それぞれのパターン１１５は、マイクロ波源６０から物体１５０上の特定のターゲット１５５に向かってマイクロ波放射を反射し、ターゲット１５５からの反射マイクロ波放射をマイクロ波受信機４０に向かって反射するアレイ５０内の個々のアンテナ要素８０のそれぞれの位相シフトを含んでいる。従って、プロセッサ１００は、物体１５０を走査するべく、パターン１１５及びアレイ５０と共に動作する。
【００１７】
プロセッサ１００は、物体１５０上のそれぞれのターゲット１５５からマイクロ波受信機４０によって取得された反射マイクロ波放射２０の強度を使用して物体１５０のマイクロ波画像を構築する能力を更に有している。例えば、一実施例においては、マイクロ波受信機４０は、アレイ５０内のそれぞれのアンテナ要素８０から反射された反射マイクロ波放射２０を組み合わせて、ターゲット１５５における反射マイクロ波放射の有効強度値を生成する能力を有している。強度値は、プロセッサ１００に伝達され、プロセッサが強度値を物体１５０上のターゲット１５５に対応したピクセル又はボクセルの値として使用する。動作の際には、マイクロ波画像生成システム１０は、１秒当たり数百万個のターゲット１５５を走査可能な周波数において動作可能である。
【００１８】
結果的に得られたターゲット１５５及び／又は物体１５０のマイクロ波画像をプロセッサ１００からディスプレイ１２０に伝達し、マイクロ波画像を表示可能である。一実施例においては、ディスプレイ１２０は物体１５０の３次元マイクロ波画像又はターゲット１５５及び／又は物体１５０の１つ又は複数の１次元又は２次元のマイクロ波画像を表示する２次元ディスプレイである。別の実施例においては、ディスプレイ１２０は、物体１５０の３次元マイクロ波画像を表示する能力を有する３次元ディスプレイである。
【００１９】
図２は、アンテナ要素２００のインピーダンス状態に応じて変化する位相で電磁放射を反射するべく動作する（図１のアンテナ要素８０に対応した）反射アンテナ要素２００の断面図を示している。反射アンテナ要素２００は、アンテナ（パッチアンテナ２２０ａ）と非理想的なスイッチング装置（表面実装電界効果トランジスタ「ＦＥＴ」２２２）を含んでいる。
【００２０】
反射アンテナ要素２００は、プリント回路ボード基板２１４の上部及び内部に形成されており、表面実装ＦＥＴ２２２、パッチアンテナ２２０ａ、ドレインバイア（drain via）２３２、接地プレーン２３６、及びソースバイア(source via)２３８を含んでいる。表面実装ＦＥＴ２２２は、プレーナーパッチアンテナ(planar patch antennas,平面状のパッチアンテナ)２２０ａとは反対側のプリント回路ボード基板２１４の面上に取り付けられており、接地プレーン２３６が、プレーナーパッチアンテナ２２０ａと表面実装ＦＥＴ２２２の間に配置されている。ドレインバイア２３２が、表面実装ＦＥＴ２２２のドレイン２２８をプレーナーパッチアンテナ２２０ａに接続しており、ソースバイア２３８が、表面実装ＦＥＴ２２２のソース２２６を接地プレーン２３６に接続している。
【００２１】
稼働製品においては、反射器アンテナアレイは、駆動電子回路を含むコントローラボード２４０に接続されている。図２には、コントローラボードの例２４０も示されており、これは、接地プレーン２４４、駆動信号ビア２４６、及び駆動電子回路２４２を含んでいる。コントローラボード２４０は、反射器アンテナアレイのコネクタ２５０と互換性を有するコネクタ２４８をも含んでいる。２つのボードのコネクタ２４８及び２５０は、例えば、ウェーブソルダリングを使用して相互接続可能である。その他の実施例においては、ＦＥＴ２２２は、プレーナーパッチアンテナ２２０ａと同一のプリント回路ボード基板２１４の面上に表面実装可能であることを理解されたい。又、駆動電子回路２４２は、反射アンテナ要素２００が構築されるのと同一のプリント回路ボードに直接はんだ付けすることも可能である。
【００２２】
パッチアンテナ要素２２０ａは、反射アンテナ要素２００のインピーダンスレベルに応じて大きな又は小さな位相シフトによって反射するべく動作する。反射アンテナ要素２００は、アンテナ設計パラメータの関数であるインピーダンス特性を具備している。アンテナの設計パラメータは、構造の誘電材料、誘電材料の厚さ、アンテナの形状、アンテナの長さ及び幅、給電場所、アンテナ金属レイヤの厚さなどの物理的な属性（但し、これらに限定されない）を含んでいる。
【００２３】
ＦＥＴ２３０（非理想的なスイッチング装置）は、その抵抗状態を変化させることによって反射アンテナ要素２００のインピーダンス状態を変化させる。低抵抗状態（例えば、閉じた状態すなわち「短絡」）は、低インピーダンスになる。逆に、高抵抗状態（例えば、開いた状態）は、高インピーダンスになる。理想的な性能特性を有するスイッチング装置（以下、これを「理想的」なスイッチング装置と呼ぶ）は、その抵抗がその最低状態にある場合に、事実上、ゼロインピーダンス（Ｚ＝０）を生成し、その抵抗がその最大状態にある場合に、事実上、無限インピーダンス（Ｚ＝∞）を生成する。本明細書において説明するスイッチング装置は、そのインピーダンスがその最低状態にある場合に、「オン」であり（例えば、Ｚｏｎ＝０）、そのインピーダンスがその最大状態にある場合に、「オフ」である（例えば、Ｚｏｆｆ＝∞）。理想的なスッチング装置のオン及びオフインピーダンス状態は、実質的にＺｏｎ＝０及びＺｏｆｆ＝∞なので、理想的なスイッチング装置は、電磁放射の吸収を伴うことなしに、オン状態及びオフ状態間における最大位相シフトを実現することができる。即ち、理想的なスイッチング装置は、０度と１８０度の位相状態間でスイッチングを実現することができる。理想的なスイッチング装置の場合には、有限な非ゼロのインピーダンスを示すアンテナによって最大位相−振幅性能を実現可能である。
【００２４】
理想的なスッチング装置とは対照的に、「非理想的」なスイッチング装置は、それぞれ、Ｚｏｎ＝０及びＺｏｆｆ＝∞でオン及びオフのインピーダンス状態を示さないスイッチング装置である。むしろ、非理想的なスイッチング装置のオン及びオフインピーダンス状態は、通常、例えば、０＜｜Ｚｏｎ｜＜｜Ｚｏｆｆ｜＜∞の間のどこかに位置している。但し、アプリケーションの中には、オン及びオフのインピーダンス状態が｜Ｚｏｆｆ｜＜＝｜Ｚｏｎ｜のアプリケーションも存在している。非理想的なスイッチング装置は、特定の周波数レンジ（例えば、＜１０ＧＨｚ）においては、理想的なインピーダンス特性を示し、その他の周波数レンジ（例えば、＞２０ＧＨｚ）においては、きわめて非理想的なインピーダンス特性を示し得る。
【００２５】
非理想的なスイッチング装置のオン及びオフインピーダンス状態は、Ｚｏｎ＝０とＺｏｆｆ＝∞との間のどこかに位置しているため、非理想的なスイッチング装置は、必ずしも、対応するアンテナのインピーダンスと無関係に最大位相状態性能を得ることはできない。ここで、最大位相状態性能は、０度から１８０度の位相状態間におけるスイッチングを必要とするものである。本発明によれば、図２の反射アンテナ要素２００は、最適な位相性能を提供するべく特別に設計されており、この場合に、反射アンテナ要素の最適な位相状態性能とは、反射要素が０度と１８０度の位相−振幅状態間のスイッチングに最も近接したポイントである。一実施例においては、最適な位相状態性能を実現するべく、非理想的なスイッチング装置（ＦＥＴ２３０）のインピーダンスの関数としてアンテナ要素２００は構成されている。例えば、アンテナ要素２００は、アンテナ要素２００のインピーダンスがＦＥＴ２３０のインピーダンス特性の関数となるように設計されている。
【００２６】
又、アンテナ要素２００は、オン状態における非理想的なスイッチング装置（ＦＥＴ２３０）のインピーダンスＺｏｎと、オフ状態における非理想的なスイッチング装置２３０のインピーダンスＺｏｆｆの関数として構成されている。特定の実施例においては、オン及びオフインピーダンス状態Ｚｏｎ及びＺｏｆｆにある際に、アンテナ要素２００のインピーダンスが非理想的なスイッチング装置２３０のインピーダンスの平方根の共役となるようにアンテナ要素２００が構成された場合に、反射アンテナ要素２００の位相状態性能が最適化される。具体的には、アンテナ要素２００のインピーダンスは、対応する非理想的なスイッチング装置２３０のオン及びオフインピーダンス状態Ｚｏｎ及びＺｏｆｆの幾何平均の複素共役である。この関係は、次のように表される。
【数１】
2006270955.tif 000003
【００２７】
ここで、（）＊は、複素共役を表している。この関係は、ソースインピーダンス（source impedance）と負荷インピーダンス間の複素反射係数の周知の式を使用して導出される。アンテナ２００をソースとして選択し、非理想的なスイッチング装置２３０を負荷として選択することにより、オン状態反射係数がオフ状態反射係数の正反対に等しく設定され、式（１）が得られる。
【００２８】
最適な位相／振幅性能を示すアンテナ要素２００の設計には、反射アンテナ要素２００に使用される特定の非理想的なスイッチング装置（この場合には、ＦＥＴ２３０）のオン及びオフインピーダンスＺｏｎ及びＺｏｆｆを決定しなければならない。次いで、アンテナ要素２００の設計パラメータを操作し、前述の式（１）に表されている関係に整合したインピーダンスを有するアンテナ要素２００を生成する。Ｚｏｎ及びＺｏｆｆが異なる値になるように決定される限り、式（１）を満足するアンテナ要素２００は、設計可能である。
【００２９】
対象の周波数帯域にわたって非理想的なインピーダンス特性を示す図２に示されている表面実装ＦＥＴ２３０以外の別のタイプのスイッチング装置は、表面実装ダイオードである。但し、表面実装ダイオードは、表面実装ＦＥＴと比べて、対象の周波数帯域にわたって改善されたインピーダンス特性を示すが、表面実装ＦＥＴは、相対的に廉価であり、反射器アンテナアレイ用途に使用するべく個別にパッケージ化可能である。
【００３０】
ＦＥＴを非理想的なスイッチング装置として利用する反射器アンテナアレイにおいては、実現可能なビーム走査速度は、信号対雑音比、クロストーク、及びスイッチング時間を含むいくつかの要因によって左右される。ＦＥＴの場合には、スイッチング時間は、ゲート容量、ドレイン／ソース容量、及びチャネル抵抗（即ち、ドレイン／ソース抵抗）によって左右される。チャネル抵抗は、実際には、空間と時間の両方に依存している。インピーダンス状態間におけるスイッチング時間を極小化するには、ＦＥＴのドレインを常にＤＣ短絡しておくのが好ましい。ドレインをフローティング状態にすると、オフ状態チャネル抵抗が大きく、パッチアンテナの巨大な平行プレート面積に起因してドレイン／ソース容量が大きいため、ドレインを常にＤＣ短絡しておくのが好ましい。これは、アンテナをＤＣ短絡するのが好ましいが、ソースにおいては、アンテナが「高周波短絡」のみを観察することが望ましいことを意味している。従って、付加的なアンテナ／ドレイン短絡は、アンテナの混乱（perturb）を最小化するべく最適に配置しなければならない。
【００３１】
反射アンテナ要素２００内においては、パッチアンテナ２２０ａの代わりに、その他のタイプのアンテナも使用可能であることを理解されたい。一例として、その他のアンテナタイプは、ダイポール、モノポール、ループ、及び誘電体共振器タイプのアンテナを含んでいる（但し、これらに限定されない）。又、その他の実施例においては、反射アンテナ要素２００は、ＦＥＴ２３０を可変コンデンサ（例えば、ＢＳＴ（Ｂａｒｉｕｍ  Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ  Ｔｉｔａｎａｔｅ）コンデンサ）によって置換することによる連続位相シフトアンテナ要素２００であってよい。可変コンデンサが実装されたパッチによれば、ＦＥＴが実装されたパッチによって生成される２値位相シフトの代わりに、それぞれのアンテナ要素２００ごとに、連続した位相シフトを実現可能である。連続フェーズドアレイを調節することにより、ビーム走査パターン内の任意の方向に向かってマイクロ波ビームを操縦するべく、望ましい位相シフトを提供可能である。
【００３２】
図３は、本発明の実施例によるマイクロ波放射を反射する模範的なアレイ５０の平面図の概略図である。図３において、マイクロ波源６０から送信されたマイクロ波放射のソースビーム３００は、アレイ５０内の様々なアンテナ要素８０によって受信されている。マイクロ波源６０は、点源、ホーンアンテナ、及びその他のタイプのアンテナを含む（但し、これらに限定されない）アレイ５０を照射するのに十分な任意の供給源であってよい。アレイ５０内のアンテナ要素８０は、それぞれ、ターゲット１５５に向かって反射マイクロ波放射の送信ビーム３１０を導く個別の位相シフトによってプログラムされている。位相シフトは、ターゲット１５５において、反射マイクロ波放射のビーム３１０内のマイクロ波線のすべての間においてポジティブ（建設的）な干渉が生成されるように、選択されている。理想的には、アンテナ要素８０のそれぞれの位相シフトは、ターゲット１５５に向かう供給源（アンテナ要素８０）からの反射マイクロ波放射３１０のそれぞれのマイクロ波線ごとに同一の位相遅延を提供するべく調節されている。
【００３３】
同様に、図３に示されているように、ターゲット１５５から反射され、アレイ５０において受信されるマイクロ波放射の反射ビーム３２０は、反射マイクロ波放射の受信ビーム３３０としてマイクロ波受信機４０に向かって反射可能である。この場合にも、位相シフトは、マイクロ波受信機４０において反射マイクロ波放射のビーム３３０内のマイクロ波線のすべての間においてポジティブ（建設的）な干渉が生成されるように、選択されている。マイクロ波受信機４０は、マイクロ波源６０とは異なる空間的場所に位置するものとして示されているが、その他の実施例においては、マイクロ波源６０は、マイクロ波受信機４０と同一の空間的場所において、別個のアンテナとして、又は、マイクロ波受信機４０の一部として位置することが可能であることを理解されたい（例えば、共焦点画像生成システム）。
【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂは、アレイ内の反射アンテナ要素をプログラムする模範的な位相シフトパターンを示している。図４Ａは、マイクロ波源からのマイクロ波放射をターゲットに向かって反射する位相シフトの送信パターン１１５ａを示しており、図４Ｂは、ターゲットからのマイクロ波放射をマイクロ波受信機に向かって反射する位相シフトの受信パターン１１５ｂを示している。それぞれのパターン１１５ａ及び１１５ｂのサイズは、アレイと同一のサイズであり、それぞれのパターン内のそれぞれの要素（ボックス）は、アレイ内の対応するアンテナ要素の位相シフト４００を含んでいる。わかりやすくするために、図４Ａ及び図４Ｂのパターンは、１と０の２値パターンである。但し、本発明の実施例は、その他のタイプの量子化されたアレイ及び連続可変アレイにも等しく適用可能であることを理解されたい。
【００３５】
パターン１１５ａ内のそれぞれのボックスは、パターン１１５ｂ内の対応するボックスを具備しており、これらは、いずれも、アレイ内の同一のアンテナ要素に関連付けられている。例えば、図４Ａの左上隅のボックスは、図４Ｂの左上隅のボックスと同一のアンテナ要素に対応している。図４Ａ及び図４Ｂからわかるように、図４Ａの左上隅のボックス内の位相シフト４００は、図４Ｂの左上隅のボックス内の位相シフト４００と異なっている。従って、送信パターン１１５ａの左上隅のボックスに対応したアンテナ要素の位相シフトは、受信パターン１１５ｂ内の同一のアンテナ要素の位相シフトと異なっている。同様の位相シフトの矛盾を図４Ａ及び図４Ｂのパターン１１５ａ及び１１５ｂ内において見出すことができる。
【００３６】
しかしながら、マイクロ波源からのマイクロ波放射をターゲットに向かって反射すると共にターゲットからのマイクロ波放射をマイクロ波受信機に向かって反射してターゲットのマイクロ波画像を取得するべく単一の反射器アンテナアレイを使用するためには、画像取得プロセス全体においてそれぞれのアンテナ要素にプログラム可能な位相シフト値は、１つのみである。送信及び受信パターン１１５ａ及び１１５ｂ内の特定のアンテナ要素（例えば、左上隅のボックスに対応したアンテナ要素）用の２つの位相シフト値が互いに矛盾している場合に、画像取得の際にその特定のアンテナ要素に使用できるのは、送信パターン１１５ａ又は受信パターン１１５ｂからの位相シフト値のいずれかのみである。
【００３７】
本発明の実施例によれば、送信及び受信パターン間における位相シフトの対立を回避するために、送信パターンの一部を受信パターンの一部とインターリーブし、これにより、マイクロ波源からのマイクロ波放射をターゲットに反射するか、又はターゲットからのマイクロ波放射をマイクロ波受信機に反射するべく、アレイ内のそれぞれのアンテナ要素をプログラム可能である。インターリーブパターンの設計においては、オリジナルの送信及び受信パターンの設計と比べた場合に、解像度が多少低下するが、全体的なパターンアレイカバレージが同一であるため、物体上のＡＦＯＶ（Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ  Ｆｉｅｌｄ−Ｏｆ−Ｖｉｅｗ）は、送信及び受信パターンとインターリーブパターン間において、不変である。
【００３８】
その他の実施例においては、インターリーブパターンは、複数の送信パターン及び／又は複数の受信パターンから形成可能であることを理解されたい。例えば、複数のマイクロ波源を使用して反射器アレイを照射し、それぞれのマイクロ波源がアレイ上に異なるパターンを必要としている場合には、複数送信パターンのインターリーブパターンによって反射器アレイをプログラム可能である。同様に、反射器アレイがマイクロ波放射を複数のマイクロ波受信機に向かって反射し、それぞれのマイクロ波受信機がアレイ上に異なるパターンを必要としている場合には、複数受信パターンのインターリーブパターンによって反射器アレイをプログラム可能である。
【００３９】
図５は、送信パターン１１５ａ及び受信パターン１１５ｂの一部を含むインターリーブパターン１１５ｃの一例を示している。図５において、送信パターン１１５ａは、対角線ストライプのボックスとして表されており、受信パターン１１５ｂは、ドットのボックスとして表されている。パターン１１５Ｃ内のそれぞれのボックスは、図４Ａ及び図４Ｂのパターン１１５ａ及び１１５ｂ内の対応するボックスを具備しており、これらのすべては、アレイ内の同一のアンテナ要素に関連付けられている。例えば、図４Ａの左上隅のボックスは、図４Ｂの左上隅のボックスと同一のアンテナ要素、並びに、図５の左上隅のボックスと同一のアンテナ要素と対応している。
【００４０】
図５に示されているインターリーブパターン１１５ｃは、１つのパターン（例えば、送信パターン１１５ａ）からの位相シフト値が、もう一方のパターン（例えば、受信パターン１１５ｂ）からの位相シフト値と、直交の関係で隣接し（すなわち、横隣接と縦隣接）、同一のパターン（例えば、送信パターン１１５ａ）からの位相シフト値とは、対角の関係で隣接するように、送信パターン１１５ａからの位相シフト値と受信パターン１１５ｂからの位相シフト値の間で交互に変化している。従って、図５に示されているインターリーブパターン１１５ｃは、送信パターン１１５ａと受信パターン１１５ｂの直接インターリーブパターンである。この結果、アレイ内の一方のすべてのアンテナ要素は、マイクロ波放射をターゲットに向かって反射するべくプログラムされており（送信パターン）、アレイ内の残りのアンテナ要素は、マイクロ波放射をマイクロ波受信機に向かって反射するようにプログラムされている（受信パターン）。
【００４１】
例えば、図５の左上隅のボックスは、対角線ストライプのボックスであるため、図５の左上隅のボックス内の位相シフト値は、図４Ａの左上隅のボックス内の位相シフト値である（送信パターン）。従って、図４Ａの値を使用しており、図５の左上隅のボックス内の位相シフト値は「１」である。同様に、図５の左上隅のボックスの直ぐ下のボックスは、ドットのボックスであり、従って、このボックス内の位相シフト値は、図４Ｂの対応するボックス内の位相シフト値である。従って、図５の左上隅のボックスの直ぐ下のボックス内の位相シフト値は「０」である。同様に、図５に示されているインターリーブパターン１１５ｃには、アレイ内のそれぞれのアンテナ要素が送信パターン１１５ａ又は受信パターン１１５ｂからの位相シフト値によって交互に変化する（インターリーブされた）パターンにプログラムされるように、図４Ａ及び図４Ｂからの位相シフト値を完全に入力可能である。
【００４２】
図５に示されている直接インターリーブパターンは、送信及び受信パターンの中のいずれかのみの位相シフト値によってそれぞれのアンテナ要素をプログラムできるようにすることによって送信及び受信パターン間の位相シフトの対立を解決した単純であって効果的なパターンであるが、その他のインターリーブパターンも可能である。一般に、本発明の実施例は、結果的に、画像を取得するべく、送信位相シフトによってアンテナ要素の第１部分を、そして、受信位相シフトによってアンテナ要素の第２部分（残りの部分）をプログラムすることになるあらゆるインターリーブパターンを含んでおり、第１及び第２部分は、実質的に等しくなっている（即ち、送信位相シフトによってプログラムされるアンテナ要素の数は、受信位相シフトによってプログラムされるアンテナ要素の数と実質的に等しい）。インターリーブパターンは、ランダムパターンであるか、或いは、マイクロ波画像生成システムの１つ又は複数のパラメータを最適化するべく設計された特定のパターンであってよい。
【００４３】
例えば、次に図６を参照すれば、本発明の実施例によるプログラム可能なアンテナアレイを使用したマイクロ波源とマイクロ波受信機間における模範的な反射マイクロ波線が示されている。図６においては、マイクロ波源６０から送信されたマイクロ波放射のソースビーム３００は、アンテナ要素によって受信されており、わかりやすくするべく、この中から、アレイ５０内の８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄと表記された４つのもののみが示されている。アンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄは、それぞれ、反射マイクロ波放射の送信ビーム３１０をターゲット１５５に向かって導く個別の位相シフトによってプログラムされている。位相シフトは、ターゲット１５５において、それぞれ、アンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄのそれぞれからのｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４と表記されたマイクロ波線のすべての間においてポジティブ（建設的）な干渉が生成されるように、選択されている。
【００４４】
同様に、図６に示されているように、ターゲット１５５から反射され、アレイ５０内のアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄにおいて受信されたマイクロ波放射の反射ビーム３２０を、反射マイクロ波放射の受信ビーム３３０として、マイクロ波受信機４０に向かって反射可能である。この場合にも、位相シフトは、マイクロ波受信機４０において、それぞれ、アンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄのそれぞれからのｒ５、ｒ６、ｒ７、及びｒ８と表記されたマイクロ波線のすべての間においてポジティブ（建設的）な干渉が生成されるように、選択されている。
【００４５】
送信ビーム３１０について、それぞれの個別のアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄにプログラムされる位相シフトと、受信ビームについて、それぞれの個別のアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄにプログラムされる位相シフト間における対立を回避するべく、インターリーブパターン内において、送信ビーム３１０にのみ寄与するようにアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄの一部をプログラムすると共に、受信ビーム３３０にのみ寄与するようにアンテナ要素の残りのものをプログラム可能である。
【００４６】
先程定義したように、特定のターゲットについてアレイ内のアンテナ要素に割り当てられたすべての位相シフトの組み合わせがパターンを形成している。それぞれのアンテナ要素が２つの位相シフトのいずれかのみを導入可能な２値アレイの場合には、パターンは、１と０のアレイとして表現可能である。図６のアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄをプログラムする２値のインターリーブパターンの例が、図７Ａ〜図７Ｃに示されている。図７Ａは、アンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄをプログラムする送信位相シフト４００ａの第１送信パターン１１５ａ１と、アンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄをプログラムする受信位相シフト４００ｂの第１受信パターン１１５ｂ１を示している。
【００４７】
例えば、アンテナ要素８０ａは、第１送信パターン１１５ａ１の０度の位相シフト４００ａと、第１受信パターン１１５ｂ１の１８０度の位相シフト４００ｂとにプログラムされる。又、アンテナ要素８０ｂは、第１送信パターン１１５ａ１の１８０度の位相シフト４００ａと、第１受信パターン１１５ｂ１の０度の位相シフト４００ｂとにプログラムされる。又、アンテナ要素８０ｄは、第１送信パターン１１５ａ１の１８０度の位相シフト４００ａと、第１受信パターン１１５ｂ１の０度の位相シフト４００ｂとにプログラムされる。第１送信パターン１１５ａ１と第１受信パターン１１５ｂ１との間において、位相シフトの対立を具備していない唯一のアンテナ要素は、アンテナ要素８０ｃである。アンテナ要素８０ｃは、第１送信パターン１１５ａ１と第１受信パターン１１５ｂ１のいずれにおいても、０度の位相シフト４００ａ及び４００ｂにプログラムされる。
【００４８】
第１送信パターン１１５ａ１と第１受信パターン１１５ｂ１の位相シフト４００ａ及び４００ｂ間における位相シフトの対立を回避するべく、第１送信パターン１１５ａ１及び第１受信パターン１１５ｂ１のそれぞれの一部を第１インターリーブパターン１１５ｃ１に含むことができる。わかりやすくするべく、第１インターリーブパターン１１５ｃ１は、第１送信パターン１１５ａ１と第１受信パターン１１５ｂ１間における直接インターリーブパターンである。従って、図７Ａに示されているように、第１インターリーブパターン１１５ｃ１内においては、アンテナ要素８０ａは、０度の送信位相シフト４００ａによってプログラムされており、アンテナ要素８０ｂは、０度の受信位相シフト４００ｂによってプログラムされており、アンテナ要素８０ｃは、０度の送信位相シフト４００ａによってプログラムされており、アンテナ要素８０ｄは、１８０度の受信位相シフト４００ｂによってプログラムされている。
【００４９】
従って、図６のアンテナ要素８０ａ及び８０ｃは、それぞれ、マイクロ波線ｒ１及びｒ３をターゲットに向かって導くべくプログラムされており、アンテナ要素８０ｂ及び８０ｄは、それぞれ、マイクロ波線ｒ６及びｒ８をマイクロ波受信機に向かって導くようにプログラムされている。図６のアンテナ要素８０ｂ及び８０ｄは、それぞれ、マイクロ波線ｒ２及びｒ４をターゲットに向かって寄与しておらず、アンテナ要素８０ａ及び８０ｃは、マイクロ波受信機に向かって、それぞれマイクロ波線ｒ５及びｒ７を寄与していない。従って、図６の送信ビーム３１０は、マイクロ波線ｒ１及びｒ３のみを含んでおり、受信ビーム３３０は、マイクロ波線ｒ６及びｒ８のみを含んでいる。但し、アンテナ要素８０ｃ用の位相シフト４００ａ及び４００ｂは、第１送信パターン１１５ａ１及び第１受信パターン１１５ｂ１において同一であるため（即ち、いずれも０度である）、０度の位相シフトによってアンテナ要素８０ｃをプログラムすることにより、アンテナ要素８０ｃが、それぞれ、送信ビーム３１０と受信ビーム３３０のマイクロ波線ｒ３及びｒ７の両方を生成可能であることを理解されたい。
【００５０】
図７Ａに示されている第１インターリーブパターン１１５ｃ１を使用し、第１ターゲット１５５の画像を取得する。しかしながら、人物又はその他の物体を走査する際には、人物又は物体の完全なマイクロ波画像を得るべく、人物又は物体上の複数のターゲットの画像を生成する。従って、それぞれのターゲット（３Ｄ空間内のアドレス指定可能な点）ごとに、プログラマは、個別の送信パターン及び個別の受信パターンを設計する。例えば、図７Ｂに示されているように、第２送信及び受信パターン１１５ａ２及び１１５ｂ２は、別のターゲットとの間において、それぞれ、マイクロ波ビーム３１０及び３３０を導くように、示されている。アンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄをプログラムする送信位相シフト４００ａの第２送信パターン１１５ａ２は、新しい送信ビーム３１０を別のターゲットに向かって導き、アンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄをプログラムする受信位相シフト４００ｂの第２受信パターン１１５ｂ２は、ターゲットからの新しい受信ビーム３３０をマイクロ波受信機に向かって反射する。
【００５１】
第２送信及び受信パターン１１５ａ２及び１１５ｂ２が、それぞれ、（図７Ａに示されているものに類似した）第２の直接インターリーブパターンとして組み合わせられた場合には、アンテナ要素８０ａは、１８０度の位相シフト（第２送信パターン１１５ａ２からの送信位相シフト４００ａ）にプログラムされ、アンテナ要素８０ｂは、０度の位相シフト（第２受信パターン１１５ｂ２からの受信位相シフト４００ｂ）にプログラムされ、アンテナ要素８０ｃは、１８０度の位相シフト（第２送信パターン１１５ａ２からの送信位相シフト４００ａ）にプログラムされ、アンテナ要素８０ｄは、１８０度の位相シフト（第２送信パターン１１５ｂ２からの受信位相シフト４００ｂ）にプログラムされることになろう。
【００５２】
第１の直接インターリーブパターン１１５ｃ１と、このような第２の直接インターリーブパターン（図７Ｂには、具体的に図示されてはいない）の間の位相シフトを比較すれば、アンテナ要素８０ａ及び８０ｃの両方にプログラムされた位相シフトが、第１の直接インターリーブパターン１１５ｃ１とこのような第２の直接インターリーブパターンの間において、切り替わっているのがわかる。即ち、第１の直接インターリーブパターン内においてアンテナ要素８０ａにプログラムされる位相シフトは、０度であり、第２の直接インターリーブパターン内においてアンテナ要素８０ａにプログラムされる位相シフトは、１８０度であり、これは、アンテナ要素８０ｃについても同様である。
【００５３】
人物又はその他の物体の走査に使用されるパターンのペア間における位相変化の数が増大するに伴って、ターゲットにおけるメインローブの周りのサイドローブの面積も増大する。又、連続マイクロ波画像間における位相変化が多くなるほど、アレイ内のアンテナ要素を駆動するデジタル回路に必要な電力も増大する。このため、本発明の実施例によれば、インターリーブパターン（例えば、インターリーブパターン１１５ｃ１及び１１５ｃ２）間における最少の変化を結果的にもたらす送信及び受信パターンの一部分をインターリーブパターン用に選択することにより、連続マイクロ波画像間の位相変化の数の極小化を実現可能である。
【００５４】
図７Ｂからわかるように、第２のインターリーブパターン１１５ｃ２内においては、アンテナ要素８０ａは、０度の受信位相シフト４００ｂにプログラムされており、アンテナ要素８０ｂは、０度の受信位相シフト４００ｂにプログラムされており、アンテナ要素８０ｃは、１８０度の送信位相シフト４００ａにプログラムされており、アンテナ要素８０ｄは、１８０度の送信位相シフト４００ａにプログラムされている。従って、図６のアンテナ要素８０ａ及び８０ｂは、それぞれ、マイクロ波線ｒ５及びｒ６をマイクロ波受信機に向かって導くべくプログラムされており、アンテナ要素８０ｃ及び８０ｄは、それぞれ、マイクロ波線ｒ３及びｒ４をターゲットに向かって導くべくプログラムされている。
【００５５】
図７Ａに示されている第１のインターリーブパターン１１５ｃ１と、図７Ｂに示されている第２のインターリーブパターン１１５ｃ２の間の位相シフトを比較すると、第１のインターリーブパターン１１５ｃ１と第２のインターリーブパターン１１５ｃ２の間において、アンテナ要素８０ｃにプログラムされた位相シフトのみが変化していることがわかる。この結果、インターリーブパターン１１５ｃ１及び１１５ｃ２を使用した位相シフト変化の合計数は、１に過ぎず、２つの直接インターリーブパターンを使用した位相シフト変化の合計数は、２となろう。連続マイクロ波画像間の位相シフト変化の数を極小化するべく、それぞれのインターリーブパターンを設計することにより、ターゲットにおけるメインローブの周りのサイドローブの面積を低減可能であり、人物又はその他の物体を走査する際のアンテナ要素を制御するデジタル回路を駆動するのに必要な電力が減少する。
【００５６】
同様に、図７Ｃにおいては、インターリーブパターン１１５ｃ３は、インターリーブパターン１１５ｃ２及び１１５ｃ３の間の位相シフト変化の数を極小化するべく設計されている。即ち、第２のインターリーブパターン１１５ｃ３においては、アンテナ要素８０ａは、（第３送信パターン１１５ａ３に示されている）０度の送信位相シフト４００ａにプログラムされており、アンテナ要素８０ｂは、（第３受信パターン１１５ｂ３に示されている）０度の受信位相シフト４００ｂにプログラムされており、アンテナ要素８０ｃは、（第３受信パターン１１５ｂ３に示されている）１８０°の受信位相シフト４００ｂにプログラムされており、アンテナ要素８０ｄは、（第３送信パターン１１５ａ３に示されている）０度の送信位相シフト４００ａにプログラムされている。従って、図６のアンテナ要素８０ａ及び８０ｄは、それぞれ、マイクロ波線ｒ１及びｒ４をターゲットに向かって導くべくプログラムされており、アンテナ要素８０ｂ及び８０ｃは、それぞれ、ｒ６及びｒ７をマイクロ波受信機に向かって導くべくプログラムされている。インターリーブパターン１１５ｃ２及び１１５ｃ３を使用した位相シフト変化の合計数は、この場合にも、１に過ぎず（即ち、アンテナ要素８０ｄの位相シフトが変化している）、これは、それぞれ、第３の送信及び受信パターン１１５ａ３及び１１５ｂ３を使用して実現可能な位相シフト変化の最小数(minimum number)である。
【００５７】
別の実施例においては、最適化対象のパラメータは、送信ビーム３１０と受信ビーム３３０の振幅である。次に図８Ａを参照すれば、図６に示されているそれぞれの送信ビーム３１０のマイクロ波線（ｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４）を、フェーザー(phasor)として表し、特定の大きさと位相によって表現可能である。例えば、マイクロ波線ｒ１は、ｒ１＊ｅ（ｊ＊ｐｈａｓｅ１）として表し、実数部（Ｒｅ）及び虚数部（Ｉｍ）成分を含む２次元の複素平面内のフェーザーとして表現可能である。図８Ａにおいて、マイクロ波線ｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４は、フェーザーｒ１，位相１、ｒ２，位相２、ｒ３，位相３、及びｒ４，位相４として表現可能である。フェーザーｒ１，位相１、ｒ２，位相２、ｒ３，位相３、及びｒ４，位相４のすべての合計が、ターゲットにおけるマイクロ波放射のビームの振幅を決定する。ターゲットにおける振幅を極大化するには、アンテナ要素のそれぞれからのマイクロ波線ｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４が同一の位相を具備している。連続フェーズドアレイの場合には、それぞれのアンテナ要素を連続可変位相シフトによってプログラムすることにより、同一位相ですべてのマイクロ波線をアライメント可能である。
【００５８】
しかしながら、それぞれのアンテナ要素を特定数の量子化された位相シフトの中の１つによってのみプログラム可能な量子化されたアレイにおいては、マイクロ波線の位相は、部分的にしかアライメントできない。例えば、２値アレイにおいては、それぞれのアンテナ要素は、２つの異なる２値状態（例えば、０度の位相シフト又は１８０度の位相シフト）のいずれかにしかプログラムできない。従って、それぞれのアンテナ要素の位相シフトは、ターゲットにおいて建設的な干渉を極大化させると共に破壊的な干渉を極小化（又は、防止）するべくプログラムされるのみである。ターゲットにおける破壊的な干渉を防止するには、理想的な位相（図８Ａのライン８００に沿って示されているもの）を選択し、理想的な位相８００においてマイクロ波放射のビームを集合的に形成する個別のマイクロ波線を生成する（例えば、ターゲットにおけるすべてのマイクロ波線の合計が、理想的な位相８００におけるフェーザーとなる）特定の量子化された位相シフトによってすべてのアンテナ要素をプログラムする。
【００５９】
図８Ａからわかるように、理想的な位相８００を選択したら、理想的な位相８００に直交する量子化ライン８１０を使用し、すべてのマイクロ波線の理想的な位相８００への加算を可能にするべく、それぞれの個別のマイクロ波線に適用する位相シフトを判定可能である。図８Ａにおいては、マイクロ波線ｒ１及びｒ４は、理想的な位相８００と同一の量子化ライン８１０の側に位置している。従って、これらの放射線のそれぞれの現在の位相を維持するべく、マイクロ波線ｒ１及びｒ４に０度の２値位相シフトを適用する。しかしながら、マイクロ波線ｒ２及びｒ３は、理想的な位相８００とは異なる量子化ライン８１０の側に位置している。この結果、これらのマイクロ波線の位相を理想的な位相８００と同一の量子化ラインの側に切り換えるべく、マイクロ波線ｒ２及びｒ３に１８０度の２値位相シフトを適用する。マイクロ波線ｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４の合計が、理想的な位相８００におけるマイクロ波放射の送信ビーム３１０である。但し、マイクロ波線のそれぞれの位相が完全にアライメントされないため、ターゲットにおけるマイクロ波放射のビームの振幅は、連続可変フェーズドアレイによって実現可能なものを下回ることになろう。
【００６０】
同様に、図８Ｂからわかるように、図６に示されている受信ビーム３３０内のそれぞれのマイクロ波線（ｒ５、ｒ６、ｒ７、及びｒ８）を、フェーザーとして表し、特定の大きさ及び位相によって表現可能である。図８Ｂにおいては、マイクロ波線ｒ５及びｒ６は、理想的な位相８００と同一の量子化ライン８１０の側に位置している。従って、これらの放射線のそれぞれの現在の位相を維持するべく、マイクロ波線ｒ５及びｒ６に０度の２値位相シフトを適用する。しかしながら、マイクロ波線ｒ７及びｒ８は、理想的な位相８００とは反対の量子化ライン８１０の側に位置している。この結果、これらのマイクロ波線の位相を理想的な位相８００と同一の量子化ラインの側に切り換えるべく、マイクロ波線ｒ７及びｒ８に１８０度の２値位相シフトを適用する。マイクロ波線ｒ５、ｒ６、ｒ７、及びｒ８の合計が、理想的な位相８００におけるマイクロ波放射の受信ビーム３３０である。
【００６１】
再度図８Ａを参照すれば、マイクロ波線ｒ２及びｒ３は、マイクロ波線ｒ１及びｒ４よりも、理想的な位相８００からの大きな位相オフセットを具備している。従って、マイクロ波線ｒ１及びｒ４は、ターゲットにおけるマイクロ波放射の振幅に対して最も寄与し（これらのマイクロ波線が、理想的な位相８００に最も近接し、量子化ライン８１０から最も離れているため）、マイクロ波線ｒ２及びｒ３は、ターゲットにおけるマイクロ波放射の振幅に対する寄与が最も少ない（これらのマイクロ波線が量子化ライン８１０に最も近接しているため）。
【００６２】
同様に、図８Ｂにおいては、マイクロ波線ｒ５及びｒ８は、マイクロ波線ｒ６及びｒ７よりも、理想的な位相８００からの大きな位相オフセットを具備している。従って、マイクロ波線ｒ６及びｒ７は、マイクロ波受信機におけるマイクロ波放射の振幅に対して最も寄与し（これらのマイクロ波線が理想的な位相８００に最も近接し、量子化ライン８１０から最も離れているため）、マイクロ波線ｒ５及びｒ８は、マイクロ波受信機におけるマイクロ波放射の振幅に対する寄与が最も少ない（これらのマイクロ波線が量子化ライン８１０に最も近接しているため）。
【００６３】
結果的に送信ビーム及び受信ビームの最大振幅をもたらすアレイの送信及び受信パターンのインターリーブパターンを設計するには、送信パターン及び受信パターンから選択される位相シフトが、理想的な位相８００に対して最も近接し、量子化ライン８１０から最も離れたマイクロ波線を生成する位相シフトであればよい。
【００６４】
図６、図８Ａ、及び図８Ｂに示されているマイクロ波線ｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４を生成するアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄを含むアレイの一部分の模範的な２値位相シフトパターン１１５ａ及び１１５ｂが、図９に示されている。送信パターン１１５ａは、送信ビーム３１０を形成するマイクロ波線ｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４を生成するアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄをプログラムする送信位相シフト４００ａを含んでおり、受信パターン１１５ｂは、受信ビーム３３０を形成するマイクロ波線ｒ５、r６、ｒ７、及びｒ８を生成するアンテナ要素８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、及び８０ｄをプログラムする受信位相シフト４００ｂを含んでいる。
【００６５】
送信パターン１１５ａと受信パターン１１５ｂは、図８Ａ及び図８Ｂに示されている位相シフトに対応している。従って、アンテナ要素８０ａは、送信パターン１１５ａ内の０度の位相シフト４００ａと、受信パターン１１５ｂ内の０度の位相シフト４００ｂによってプログラムされ、アンテナ要素８０ｂは、送信パターン１１５ａ内の１８０度の位相シフト４００ａと、受信パターン１１５ｂ内の０度の位相シフト４００ｂによってプログラムされ、アンテナ要素８０ｃは、送信パターン１１５ａ内の１８０度の位相シフト４００ａと、受信パターン１１５ｂ内の１８０度の位相シフト４００ｂによってプログラムされ、アンテナ要素８０ｄは、送信パターン１１５ａ内の０度の位相シフト４００ａと、受信パターン１１５ｂ内の１８０度の位相シフト４００ｂによってプログラムされる。
【００６６】
図６の送信ビーム３１０及び受信ビーム３３０の振幅を極大化するには、マイクロ波線ｒ１及びｒ４を生成するアンテナ要素８０ａ及び８０ｄ用の送信位相シフト４００ａを含むように、インターリーブパターン１１５ｃを設計する。前述のように、マイクロ波線ｒ１及びｒ４は、ターゲットにおけるマイクロ波放射の振幅に最も寄与する（これらのマイクロ波線が、理想的な位相８００に最も近接し、量子化ライン８１０から最も離れているため）。従って、マイクロ波線ｒ１及びｒ４を生成するアンテナ要素８０ａ及び８０ｄ用の送信位相シフトを含むようにインターリーブパターン１１５ｃを設計することにより、送信ビーム３１０の振幅が極大化する。
【００６７】
更には、マイクロ波線ｒ６及びｒ７を生成するアンテナ要素８０ｂ及び８０ｃ用の受信位相シフト４００ｂをインターリーブパターン１１５ｃ内に含めることにより、受信ビーム３３０の振幅も極大化する。前述のように、マイクロ波線ｒ６及びｒ７は、マイクロ波受信機におけるマイクロ波放射の振幅に最も寄与する（これらのマイクロ波線が、理想的な位相８００に最も近接し、量子化ライン８１０から最も離れているため）。従って、マイクロ波線ｒ６及びｒ７を生成するアンテナ要素８０ｂ及び８０ｃ用の受信位相シフトを含むようにインターリーブパターン１１５ｃを設計することにより、受信ビーム３３０の振幅が極大化する。この実施例においては、インターリーブパターン内の送信又は受信位相シフトの選択は、送信及び受信ビームの振幅を極大化するべく行われており、必ずしも最大振幅を生成するためではない。送信及び受信パターン内の位相シフトに応じて、送信ビーム及び受信ビームの両方について、絶対最大振幅を生成できない場合があろう。
【００６８】
更なる実施例においては、最適化対象のパラメータは、ターゲットにおけるマイクロ波放射の建設的な干渉とマイクロ波受信機におけるマイクロ波放射の破壊的な干渉の比率であってよい。マイクロ波源からマイクロ波受信機への迷光放射(stray radiation)の結果生じる背景雑音は、マイクロ波画像生成システムの信号対雑音比（ＳＮＲ）を低下させる。受信機における迷光放射の破壊的な干渉を増大させることにより、ＳＮＲが向上する。従って、本発明の実施例によれば、インターリーブパターン内のそれぞれのアンテナ要素にプログラムされる位相シフトを、ターゲットにおける十分な建設的な干渉を維持しつつ、受信機における破壊的な干渉を極大化するべく設計可能である。
【００６９】
次に図１０を参照すれば、マイクロ波源６０とマイクロ波受信機４０間における漏れ（迷光）マイクロ波放射が示されている。図６と同様に、図１０においては、マイクロ波源（アンテナ）６０から送信されたマイクロ波放射のビーム３００が、アレイ５０内の様々なアンテナ要素８０によって受信されている。アンテナ要素８０は、それぞれ、ターゲット１５５に向かって反射マイクロ波放射のビーム３１０を導く個別の位相シフトによってプログラムされている。位相シフトは、ターゲット１５５において、反射マイクロ波放射のビーム３１０内のｒ１、ｒ２、ｒ３、及びｒ４と表記されているマイクロ波線のすべての間においてポジティブ（建設的）な干渉が生成されるように選択されている。しかしながら、供給源６０からのマイクロ波放射の一部が、迷光マイクロ波放射のビーム１０００として、アレイ５０からマイクロ波受信機４０に向かって反射されている。受信機４０における迷光マイクロ波放射１０００の影響を極小化する（即ち、ＳＮＲを向上させる）べく、ターゲットにおける建設的な干渉の比例した減少を伴うことなしに、マイクロ波受信機における破壊的な干渉を増大させることができる。
【００７０】
再度図８Ａを参照すれば、前述のように、マイクロ波線ｒ２及びｒ３は、マイクロ波線ｒ１及びｒ４よりも理想的な位相８００からの大きな位相オフセットを具備している。従って、マイクロ波線ｒ１及びｒ４は、ターゲットにおけるマイクロ波放射の振幅に最も寄与し（これらのマイクロ波線が、理想的な位相８００に最も近接し、量子化ライン８１０から最も離れているため）、マイクロ波線ｒ２及びｆ３は、ターゲットにおけるマイクロ波放射の振幅に対する寄与が最も少ない（これらのマイクロ波線が量子化ライン８１０に最も近接しているため）。
【００７１】
同様に、図８Ｂにおいては、マイクロ波線ｒ５及びｒ８は、マイクロ波線ｒ６及びｒ７よりも理想的な位相８００からの大きな位相オフセットを具備している。従って、マイクロ波線ｒ６及びｒ７は、マイクロ波受信機におけるマイクロ波放射の振幅に最も寄与し（これらのマイクロ波線が、理想的な位相８００に最も近接し、量子化ライン８１０から最も離れているため）、マイクロ波線ｒ５及びｒ８は、マイクロ波受信機におけるマイクロ波放射の振幅に対する寄与が最も少ない（これらのマイクロ波線が量子化ライン８１０に最も近接しているため）。
【００７２】
従って、理想的な位相８００からの最も大きな位相オフセットを有するマイクロ波線（即ち、マイクロ波線ｒ２及びｒ３）を送信位相シフトが生成するアンテナ要素の受信位相シフトをインターリーブパターンに含むように選択することにより、ターゲットにおける建設的な干渉の大きな変化を生成することなしに、受信機における破壊的な干渉を増強可能である。例えば、図９を再度参照すれば、インターリーブパターン１１５ｃは、理想的な位相８００からの最も大きな位相オフセットを有するマイクロ波線ｒ２及びｒ３を生成するアンテナ要素８０ｂ及び８０ｃの受信位相シフト４００ｂを含むように設計可能である。従って、インターリーブパターン１１５ｃは、ターゲットにおける建設的な干渉を比例して減少させることなしに、マイクロ波受信機における破壊的な干渉を増大させるべく、アンテナ要素８０ａ及び８０ｃの送信位相シフト４００ａとアンテナ要素８０ｂ及び８０ｃの受信位相シフト４００ｂを含むように設計可能である。その他の実施例においては、同一の原理を適用し、ターゲットにおけるメインローブ内の十分な建設的な干渉を維持しつつ、ターゲットにおけるサイドローブ内の破壊的な干渉を増大させることにより、サイドローブの面積を極小化可能であることを理解されたい。
【００７３】
動作の際には、パターン（送信又は受信）とアンテナ要素の関連付けを選択するプロセスは、直接インターリーブパターンを生成した後に、ターゲットにおけるマイクロ波放射の振幅に対して大きく寄与しないそれぞれのアンテナ要素の位相を一度に１つずつ変更することを反復することによって実行可能である。それぞれの変更のたびに、マイクロ波受信機において結果的に生成される放射パターンを演算する。１つのアンテナ要素の位相シフトの変更により、マイクロ波受信機における破壊的な干渉が減少した場合には、その位相シフトの変更を含むように、インターリーブパターンを調節する。一方、位相シフトの変化によって、マイクロ波受信機における破壊的な干渉が減少しない場合には、インターリーブパターンをそのまま維持する（即ち、そのアンテナ要素の位相シフトを変更しない）。
【００７４】
本発明の実施例によって最適化可能な別のパラメータは、パターンの圧縮と関連するメトリックである。パターンを、それぞれが区域内の要素の合計数を下回るエントロピーを有する複数の要素の区域に分割可能である場合には、パターンを圧縮することにより、パターンの保存に必要なメモリ空間の量を低減し、パターンデータの処理速度を向上させることができる。
【００７５】
例えば、図１１Ａには、正方形の要素４００の２ｘ２の様々な区域１１００が示されている。それぞれの区域１１００は、３のエントロピーを具備しており、これは、４つの要素４００を表すのに３ビットが必要であることを意味している。別の例として、図１１Ｂには、正方形の要素１００の４ｘ４の様々な区域１１１０が示されている。それぞれの区域１１１０は、１０のエントロピーを有しており、これは、１６個の要素４００を表すのに１０ビットが必要であることを意味している。区域１１００又は１１１０のエントロピーを低減する（従って、圧縮を増大する）には、可能な区域１１００又は１１１０の数、又は要素４００の特定のサイズブロックを低減しなければならない。図１１Ａ及び図１１Ｂのいずれにおいても、区域は、最も頻繁に使用されている左上から最も使用頻度が少ない右下に向かう状態で示されている。最も使用頻度の少ない区域を可能性として除去可能である場合には、区域１１００又は１１１０内の要素４００を表すのに必要なビットの数が減少する（エントロピーが減少する）。これは、高圧縮比率を有する（但し、「可逆圧縮」よりも歪が大きい）「非可逆圧縮」に結び付くことになる。
【００７６】
例えば、図１１Ａの最下位行の区域１１００が可能性として除去された場合には、除去された区域の１つ又は複数のものを含むインターリーブパターン内の１つ又は複数の要素４００の位相シフトを変更しなければならない。再度、図４Ａ及び図４Ｂを参照すれば、送信パターン１１５ａが、図５に示されているように、受信パターン１１５ｂと直接インターリーブされた場合には、最下位左の要素４００の２ｘ２の正方形ブロックは、図１１Ａの最下位区域１１００の１つ、具体的には、最下位の右から２番目に似ている。従って、エントロピーを低減し、パターン１１５の圧縮を増大させるには、図５の要素４００の最下位左の２ｘ２の正方形ブロック内の要素４００の少なくとも１つの位相シフトを、要素４００のブロックが図１１Ａの残りの可能な区域１１００の１つに似るように変更しなければならない。
【００７７】
このメトリックの代わりに（又は、これに加えて）、その他の圧縮メトリックを使用することも可能であることを理解されたい。例えば、変更を要する個別のアンテナ要素又はアンテナ要素のブロックを判定するべく、ターゲットにおけるマイクロ波放射の振幅に対するそれぞれのアンテナ要素又はアンテナ要素のブロックの寄与度を非可逆圧縮用の重み付けメトリックとして使用可能である。
【００７８】
図１２は、本発明の実施例によるインターリーブされた送信／受信位相シフトパターンを使用してターゲットのマイクロ波画像を取得する模範的なプロセス１２００を示すフローチャートである。まず、ブロック１２１０において、プログラム可能なマイクロ波アンテナ要素のアレイを提供する。ブロック１２２０において、アレイ内のアンテナ要素のそれぞれに対して、マイクロ波放射のビームをターゲットに向かって導く個別の位相シフトが割り当てられるように、アレイ用の位相シフトの送信パターンを設計する。ブロック１２３０において、アレイ内のアンテナ要素のそれぞれに対して、ターゲットから反射されたマイクロ波放射ビームをマイクロ波受信機に向かって導く個別の位相シフトが割り当てられるように、アレイ用の位相シフトの受信パターンを設計する。ブロック１２４０において、設計した送信パターンの一部と設計した受信パターンの一部を含むインターリーブパターン内の個別の位相シフトによってアンテナ要素をプログラムする。インターリーブパターンは、送信及び受信パターンの直接インターリーブパターン、ランダムインターリーブパターン、又は、マイクロ波画像生成システムの１つ又は複数のパラメータを最適化するべく設計された特定のインターリーブパターンであってよい。
【００７９】
当業者であれば、本出願に記述されている革新的な概念が、様々なアプリケーションにおいて変更及び変形可能であることを認識するであろう。従って、特許対象の範囲は、説明した特定の模範的な開示内容のいずれかに限定されるものではなく、添付の請求項によって規定されているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施例によるプログラム可能なアンテナアレイを含む単純な模範的なマイクロ波画像生成システムの概略図である。
【図２】本発明の実施例による反射器アレイ内において使用する受動的アンテナ要素の断面図である。
【図３】本発明の実施例によるマイクロ波放射を反射する反射アンテナ要素を内蔵する模範的な反射器アレイの平面図の概略図である。
【図４Ａ】反射器アレイをプログラムする送信及び受信位相シフトパターンの模範的な一部分である。
【図４Ｂ】反射器アレイをプログラムする送信及び受信位相シフトパターンの模範的な一部分である。
【図５】本発明の実施例による反射器アレイをプログラムする送信及び受信位相シフトパターンを直接インターリーブした模範的なインターリーブパターンを示している。
【図６】本発明の実施例によるプログラム可能なアンテナアレイを使用したマイクロ波源とマイクロ波受信機間におけるマイクロ波放射の反射を示す概略図である。
【図７Ａ】本発明の実施例による反射器アレイをプログラムする送信及び受信位相シフトパターンの一部分を含む模範的なインターリーブパターンを示している。
【図７Ｂ】本発明の実施例による反射器アレイをプログラムする送信及び受信位相シフトパターンの一部分を含む模範的なインターリーブパターンを示している。
【図７Ｃ】本発明の実施例による反射器アレイをプログラムする送信及び受信位相シフトパターンの一部分を含む模範的なインターリーブパターンを示している。
【図８Ａ】マイクロ波線と位相シフトされたマイクロ波線のフェーザー表現である。
【図８Ｂ】マイクロ波線と位相シフトされたマイクロ波線のフェーザー表現である。
【図９】本発明の実施例による反射器アレイをプログラムする送信及び受信位相シフトパターンの一部分を含む別の模範的なインターリーブパターンを示している。
【図１０】マイクロ波源とマイクロ波受信機間における漏れマイクロ波放射を示す概略図である。
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】位相シフトパターンの模範的な圧縮可能部分を示している。
【図１２】本発明の実施例によるインターリーブされた送信／受信位相シフトパターンを使用してターゲットのマイクロ波画像を取得する模範的なプロセスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１０  マイクロ波画像生成システム
２０  受信ビーム
４０  マイクロ波受信機
５０  反射器アレイ
７０  送信ビーム
８０  反射アンテナ要素
１１５ａ  第１パターン
１１５ｂ  第２パターン
１１５ｃ  インターリーブパターン
１５０  物体
１５５  ターゲット
４００  位相シフト
８００  理想的な位相
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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