センサアレイで使用するための切り換えスロットセンサであって、その内部にスロットが形成された導電性の表面と、前記スロットを横切って接続された能動素子と、前記スロットの近くで前記導電性の表面に実質的に垂直に配向された伝送ラインであって、前記伝送ラインが、前記スロットを選択的に変調する前記能動素子に結合された給電を提供し、前記センサからの出力信号が、前記変調されたスロットにおいて検出された電界を表す、伝送ラインとを備える切り換えスロットセンサ。前記スロットを横切って接続された前記能動素子が、前記給電に応答してその前記共振周波数を選択的に変更する、請求項1に記載のセンサ。前記給電が前記能動素子に電気的に結合される、請求項1に記載のセンサ。前記給電が前記能動素子に電磁気的に結合される、請求項1に記載のセンサ。前記伝送ラインが、マイクロストリップラインを備える、請求項1に記載のセンサ。前記伝送ラインが切り換え式である、請求項1に記載のセンサ。前記能動素子が、前記スロットに電気的に接続されたPINダイオードを備え、前記センサの出力信号が、前記変調されたスロットにおいて検出された前記電界の位相および大きさを表す、請求項1に記載のセンサ。前記導電性の表面が、前記センサアレイを画定するように、対象物から離れて位置する定義された空間的ドメインに対応する位置において、その内部に形成された複数のスロットを有し、前記スロットの各々が、前記スロットを横切って接続されたそれぞれの能動素子と、前記スロットの各々を選択的に変調するように前記スロットに結合されたそれぞれの給電とを有し、前記センサアレイが前記対象物からの電界を測定する、請求項1に記載のセンサ。プロセッサが、前記複数のスロットから受信した出力信号に基づいて前記定義された空間的ドメイン内の前記対象物を表す多次元のプロファイルを生成するように構成されている、請求項8に記載のセンサ。前記変調されたスロットが、サブ共振スロット、共振スロット、広帯域スロット、再構成可能な共振スロット、および再構成可能な形状のスロットのうちの1つまたは複数のタイプを備える、請求項1に記載のセンサ。前記センサアレイが、ミリメートル波またはマイクロ波の電磁エネルギーに応答する、請求項1に記載のセンサ。対象物からの電界を測定するための、複数の切り換えスロットセンサを有するセンサアレイであって、前記センサが、前記対象物から離れて位置する定義された空間的ドメインに対応する位置に配列され、前記センサが各々、前記センサのそれぞれの位置で検出された前記電界を表す出力信号を供給する、センサアレイを備える画像化システムであって、前記センサの各々が、その内部に形成されたスロットを有する導電性の表面であって、第1の面を画定する導電性の表面と、前記スロットを横切って接続された能動素子と、前記第1の面とは異なりかつ前記第1の面に平行でない第2の面内に配向された伝送ラインであって、前記スロットを選択的に変調する前記能動素子に結合された給電を提供する伝送ラインと、前記センサから前記出力信号を受信する、前記アレイに動作可能に接続されたレシーバと、前記受信した出力信号に基づいて前記定義された空間的ドメインの前記対象物を表す多次元のプロファイルを生成するように構成されたプロセッサと、前記多次元のプロファイルの画像を表示する表示装置とを備える、画像化システム。前記スロットを横切って接続された前記能動素子が、前記給電に応答してその前記共振周波数を選択的に変更する、請求項12に記載の画像化システム。前記給電が、前記能動素子に電気的に結合される、請求項12に記載の画像化システム。前記給電が、前記能動素子に磁気的に結合される、請求項12に記載の画像化システム。前記伝送ラインが、マイクロストリップラインを備える、請求項12に記載の画像化システム。前記能動素子が、前記スロットに電気的に接続されたダイオードを備える、請求項12に記載の画像化システム。ダイオードが、PINダイオードを備え、前記各センサの出力信号が、前記センサに電気的に接続される前記PINダイオードによって変調された前記それぞれのスロットにおいて検出された電界の位相および大きさを表す、請求項17に記載の画像化システム。前記第2の面が前記第1の面に実質的に垂直である、請求項12に記載の画像化システム。前記センサ各々の前記出力信号が、前記センサアレイ内のセンサの前記それぞれの位置に対応する固有の独自性を有し、前記プロセッサが、前記出力信号各々の前記固有の独自性に基づいて、前記測定された電界のマップを生成するように構成される、請求項12に記載の画像化システム。前記対象物を照らす電界源をさらに備え、前記電界が、超高周波よりも大きい周波数を有する電磁エネルギーを含み、前記電界によって照らされた前記対象物によって散乱される、請求項12に記載の画像化システム。対象物の多次元のプロファイルを生成する方法であって、前記対象物を電界で照らすことであって、前記電界が、超高周波よりも大きい周波数を有する電磁エネルギーを含み、前記電界によって照明された前記対象物によって散乱される、照らすことと、前記散乱した電界を複数の位置で複数の切り換えスロットセンサによってサンプリングすることであって、前記位置が、前記対象物から離れて位置する定義された空間的ドメインに対応し、前各センサの各々が、スロットを横切って接続された能動素子を備え、前記スロットが、第1の面を画定し、前記センサの各々が、前記第1の面とは異なりかつ前記第1の面に平行でない第2の面内に配向された伝送ラインをさらに備える、サンプリングすることと、前記センサから出力信号を受信することと、前記センサから前記受信した出力信号に基づいて前記定義された空間的ドメイン内に前記対象物を表す多次元のプロファイルを生成することとを含む方法。前記多次元のプロファイルの画像を表示することをさらに含む、請求項22に記載の方法。前記伝送ラインを介して前記センサ各々の前記能動素子に結合された給電を提供することをさらに含む、請求項22に記載の方法。前記給電に応答して前記スロットの前記共振周波数を選択的に変更することによって前記センサ各々の前記スロットを変調することをさらに含む、請求項24に記載の方法。前記給電を前記センサ各々の能動素子に電気的に結合することをさらに含む、請求項24に記載の方法。前記給電を前記センサ各々の能動素子に電磁気的に結合することをさらに含む、請求項24に記載の方法。前記センサに電気的に接続された前記能動素子を介して前記センサ各々のスロットに負荷をかけることをさらに含む、請求項22に記載の方法。前記第2の面が前記第1の面に実質的に垂直になるように、前記センサ各々の伝送ラインを前記センサ各々のスロットに対して配向することをさらに含む、請求項22に記載の方法。センサアレイで使用するための切り換えスロットセンサであって、その内部に形成されたスロットを有する導電性の表面であって、センサの面を画定する導電性の表面と、前記スロットを横切って接続された能動素子と、前記能動素子に結合された面外伝送ラインであって、前記伝送ラインが、前記スロットを選択的に変調し前記センサから出力信号を送信する前記能動素子に給電を提供し、前記出力信号が、前記変調されたスロットにおいて検出された電界を表す、伝送ラインとを備える切り換えスロットセンサ。前記伝送ラインが、前記スロットの近くで前記導電性の表面に実質的に垂直に配向される、請求項30に記載の切り換えスロットセンサ。対象物から離れて位置する定義された空間的ドメインに対応する位置に配列された複数の切り換えスロットセンサであって、前記対象物からの電界を検出するために、超高周波よりも大きい周波数で電磁エネルギーを受けそれに応答する、スロットセンサを備える画像化システムであって、前記センサの各々が、その内部に形成されたスロットを有する導電性の表面であって、第1の面を画定する導電性の表面と、前記スロットを横切って接続された能動素子と、前記第1の面とは異なりかつ前記第1の面に平行でない第2の面内に配向された伝送ラインであって、前記スロットを変調するように前記スロットの共振周波数を選択的に変更し、前記変調されたスロットの前記共振周波数に応じて前記センサのそれぞれの位置で検出された前記電界を表す出力信号を送信するために前記能動素子に結合された給電を提供する、伝送ラインと、前記複数の位置で検出された前記電界を表す前記出力信号を前記センサから受信するために、前記センサに動作可能に接続されたレシーバと、前記センサからの前記受信した出力信号に基づいて、前記定義された空間的ドメインにおける前記対象物を表す多次元のプロファイルを生成するように構成されたプロセッサとを備える画像化システム。前記プロセッサにより生成された前記多次元のプロファイルの画像を表示するために、前記プロセッサに動作可能に接続された表示装置をさらに備える、請求項32に記載の画像化システム。前記電界が、マイクロ波またはミリメートル波の電磁エネルギーを含む、請求項32に記載の画像化システム。前記複数のセンサがセンサアレイを備える、請求項32に記載の画像化システム。対応する参照記号は、複数の図面にわたって対応する部分を指す。ここで図1を参照すると、本発明の態様を具体化する画像化システム21が、特に、電磁スペクトルのマイクロ波領域およびミリメートル波領域の周波数すなわち、超高周波を超える周波数などの比較的高い周波数で使用するための、頑強かつ高感度なシステムを提供する。少なくとも1つの実施形態では、画像化システム21は、電界をサンプリングするためのアレイ23を含む。アレイ23は、レティナとも呼ばれ、レティナの空間的な範囲にわたって分配された多数のアレイ素子、すなわちセンサ25を有する。以下により詳細に説明するように、マイクロ波およびミリメートル波画像化システム21の一実施形態は、導体スクリーン、プリント配線板PCB基板などに切り込みを入れるかまたは別法で形成した変調されたスロットアンテナ図2Aおよび図2B参照を用いてそのセンサ25を実装している。有利なことに、スロットを変調すると、アレイ23の各スロットは、あるスロットを別のスロットから識別するための固有のコードにより、その独自の出力信号をタグ付けするかまたは別法で区別することが可能になる。マイクロ波の感知および画像化技法は、非常に幅広い用途への利用を示している。送信/受信アンテナとして小さいアパーチャを有するプローブを用いる反射計が、近距離場の非破壊試験NDTおよび画像化の用途において使用されることが多い。そのために、プローブのアパーチャすなわち、変調されたスロットが試験体SUT全体にわたって走査し、測定した出力信号大きさおよび/または位相が2次元の強度ラスタ画像にマッピングされる。高速で費用対効果が大きく高解像度のマイクロ波およびミリメートル波画像化システムを、変調された素子散乱体のアレイを用いて実装することができる。基本的に、変調により、アレイ素子がその独自の信号をタグ付けすることが可能になり、それにより、信号がそこから受信された位置をレシーバが区別する手段が提供されすなわち、空間多重化、かつ固定された検出および平均化を通して全体的なSN比が強化される。本発明の態様によれば、画像化システム21は、システムの視野に存在する事実上いかなる対象物29でも実質的にリアルタイムの画像で生成する。電磁界によって照らするとき、目標対象物29は、その電磁界の少なくとも一部を、対象物の材料および形状の特性に応じて異なる方向に散乱させる。例えば、照らしている電磁界は、入射または照射しているマイクロ波またはミリメートル波に関連付けられている。マイクロ波およびミリメートル波は誘電材料を貫通するので、画像化システム21は、そのような材料から成る対象物の内部を見ることができる。同様に、画像化システム21は、誘電材料に隠されるかまたは別法でその内部に位置する対象物を検出および画像化することができる。画像化システム21は、対象物29から離れて位置する、定義された空間領域に対応するいくつかの別々の位置例えば、面の平面状、円筒状、球状、または任意の形状にされた部分において、散乱した電界を測定する。画像化システム21は電磁放射源の検査も可能にする。例えば、対象物29自体が、アレイ23で測定することができるマイクロ波および/またはミリメートル波の電磁放射を放出してもよい。システム21の所望の使用に応じて、センサアレイ23を、異なる形状をとるように特別設計することができる。例えば、アレイ23を、センサ25の1次元、2次元、または3次元の分布から作製することができる。代替の実施形態では、センサアレイ23を、平坦なまたは任意に湾曲した導電性の表面直線または曲線から成るグリッドに適合する任意の形状矩形、正方形、三角形、円形、弓形、円錐形、箱形、半球形、球形などから作製することができる。図1に、矩形パターンに配列した例示的な2次元アレイのセンサ25を示す。図1に示すように、アレイ23は、表示装置31ならびにレシーバ35およびプロセッサ37を含む他のシステム構成要素と一体になっている。レシーバ35は、アレイ23の各センサ素子から信号を受信し、その情報をプロセッサ37に通信する。センサの出力信号が互いに識別可能なので、プロセッサ37は、レシーバ35がどのセンサ25からどの信号を受信したかが分かる。一実施形態では、システム21は、複数のセンサ25から信号を受信するために単一のレシーバ35を使用している。レシーバ35でセンサ25から受信した信号を空間的にも電子的にも適切に配設することによって、プロセッサ37は、画像化されている対象物29からアレイ23の領域に入射する実際の電磁界のサンプリングされたバージョン、つまりマップを獲得する。続いて、プロセッサ37は、そのマップを処理して、照らされた対象物29の画像を生成する。各センサ25から受信した信号の配列および任意のより高いレベルの処理の実行を担当するプロセッサ37は、電子的なタグ付けおよび同期化に関するシステムのタイミングを制御する。別々の位置すなわち、センサ25の位置における測定値に特別な処理を用いると、システム21は、表示装置31上に対象物の空間的なおよび/または誘電性のプロファイルの画像を生成する。例えば、画像化システム21は、ホログラフィ画像など、対象物29の多次元すなわち、2次元または3次元画像を生成および表示する。図2Aに、センサ25のうちの1つとして使用するのに適した例示的なスロット41を示す。スロット41に電子的または光学的に制御可能な負荷をかけると、この位置で測定された電磁界を異なる位置で測定された電磁界から識別するように、スロットを通過した信号を変調できるようになる。この例では、ダイオードなどの能動素子43は、スロット41に負荷をかけ、したがってスロット41を変調するために、スロット41を横切って電気的に接続される。一例として、スロット41はそれぞれ、アレイ23を規定するパターンに従って、導電性スクリーン45内に切り込まれる。能動素子43例えば、PIN正固有陰性ダイオード、可変容量ダイオード、フォトダイオードは、導電性スクリーン45をそれぞれのスロット41の縁部マージンにおいて、各スロット41の周辺部内に配列されたコンダクタ47に電気的に接続する。一実施形態では、スロット41は楕円形であるが、スロット41が円形を含む任意の数の形状を有することもできることを理解されたい。さらに、以下により詳細に説明するように、スロット41は、例えば、少なくとも1つの導電性例えば、銅の層を有するPCB上に構築される。スロットを含むPCBが銅の層を2つ以上有する場合は、その配線板の背面および正面上のスロットを囲む銅領域を、バイアを用いて互いに接続することができる。例示の実施形態では、直流電気または光学バイアスにより、能動素子43の電子負荷値が変わる。電気的な負荷制御の場合、それぞれ個別の負荷またはマトリックススイッチにルート設定された専用のバイアスライン49により、例示の実施形態においてバイアス電圧が提供される。DCバイアスは、基本的にはダイオードのONおよびOFFを切り換えて、ダイオードのインピーダンスを制御する。PINダイオードの場合は、例えば、ダイオード接合部の両側にゼロまたは負のDCバイアス電圧を印加することにより、ダイオードをOFFにし、その結果、それぞれのスロット41が、アレイ23内のその位置の電界を表す信号を出力する。順方向のバイアスの場合、PINダイオードはONになり、したがって、それぞれのスロット41からの出力がブロックされる。このようにしてスロット41に負荷をかけると、本質的にスロットのキャパシタンスが変化し、それにより、その共振周波数が変化する。一実施形態では、能動素子43は、その電界強度が最大になる位置でスロット41のうちの対応する1つに電気的に接続される。以下により詳細に説明するように、スロット41のサイズ、形状、および間隔は、画像化システム21のある特定の動作の特徴に応じて変わる。例えば、図2Aのスロット41の長さはその幅よりも大きい長さ=0.1866インチ、幅=0.1400インチ。この例では、コンダクタ47は、半径が0.0311インチであり、スロット41の長さに沿った中間に位置する。コンダクタ47の中心は、スロット41の幅に対して0.0228インチ偏心して配列される。バイアスライン49は、導電性スクリーン45のチャネル内にチャネルの縁部から0.0160インチの位置にに常駐する。図2Bでは、面外伝送ライン51図3Aおよび図3B参照が、例示的なスロット41に給電する。上記で説明したように、非破壊画像化システムの費用対効果が大きい設計は、効率的なアンテナ素子を備えるアレイ23などの送信/受信切り換えアレイから利益を得る。伝送ライン51は、例えば、準TEMモードプリント伝送ラインマイクロストリップライン、ストリップライン、もしくは共平面導波路CPWなど、TE、TM、またはハイブリッドモードの導波路矩形の導波路、円形の中空の導波路、もしくは誘電性の導波路など、あるいはTEMモード同軸ラインである。画像化アレイは典型的には平面状であり、間隔が近接した多数の素子を利用するので、これらのシステムの性能は、多くは、アレイ素子の効率およびそれらの給電構造に依存している。さらに、素子間の絶縁、および出力信号の送信と給電の受信との間の絶縁が重要である。コンパクトなアレイの素子と同一面内で効率的な給電および高い絶縁の切り換えを実装することは、マイクロ波の周波数が高い例えば、24GHzときには非常に難しい。有利なことに、図2Bに示すような共振切り換えスロットセンサ25は、面外の給電を有し、マイクロ波画像化アレイのための効率的な素子を提供する。例示の実施形態では、スロット41は、例えば、例示の実施形態において概して43で示すPINダイオードに負荷をかけられる。この実施形態では、センサ25は直接切り換えられる。本発明の態様によれば、センサ25などの、マイクロ波切り換えスロットプローブにより、多くの利益が提供される。例えば、共振スロット41、ひいてはセンサ25は小さいフォームファクタを有する。また、共振スロット41は、様々なアレイ素子間の相互の結合も低い。さらに、変調効率が高いので、SN比を最大にすることができ、測定感度の向上につながる。面外伝送ライン51を用いて、負荷がかかった各スロット41内に送信されそこから受信された信号を個別に結合させると、導波路などの単一の伝送ラインが1組のスロット41に給電するときを含めて、アレイ23の隣接する任意の2つのスロット41間の高い程度の絶縁を実現することによってシステム全体の効率が向上する。本発明の態様によれば、例示の実施形態により、システム21が、他のアレイよりもずっと効率的かつ単純な方式のモノスタティックモードで動作することが可能になる。この面外給電構造の2つの設計の変更形態、すなわち電気的結合および電磁気的結合を、本明細書に開示する。結合用バイアなどの導電性素子を用いて伝送ラインをスロットの負荷に接続すると、直接電気結合が提供される。他方では、磁気結合の場合は近接効果により電磁エネルギーがスロットに移送される。次に図3Aおよび図3Bならびに図4Aおよび図4Bを参照すると、本発明の態様は、伝送ライン51を用いて、変調されたスロット41例えば、PINダイオードによって負荷がかかったスロットに給電することが含まれる。例示の実施形態では、スロット41は楕円形であるが、スロット41が円形を含む任意の数の形状を有することもできると理解されたい。図3Aおよび図3Bならびに図4Aおよび図4Bに示す伝送ライン51は、スロット41の面に概して直交するマイクロストリップラインである。図示のように、内部にスロット41が形成された導電性の表面45は、第1の面61を画定する。伝送ライン51は、第1の面61とは異なりそれに平行ではない第2の面63内に配向されている。マイクロストリップラインは、その電磁界がスロット41内で能動素子43すなわち、PINダイオードの位置に集中するので、例えば、伝送ラインに適している。こうした配設は、高解像度の2次元画像化アレイで使用するのに適したコンパクトなプローブに適する。さらに、シールドされた給電素子間の相互の結合が低減される。このような負荷がかかったスロットまたは切り換えスロット41を設計するときは、スロット41とライン51上に設けられた給電との間のインピーダンス整合に関する問題、ならびに放射および変調の効率に関する問題が考慮される。図3Aおよび図3Bでは、コンダクタ47などの、スロット41の円形の負荷への直接的なマイクロストリップライン接続は、バイア65などの導電性素子を用いた電気結合を提供する。伝送ライン51からスロット41への効率的な電磁エネルギー移送を容易化および最適化するように、結合パッド67がサイズ設定および形状設定されている。図3Aおよび図3Bにさらに、面61を画定する表面45における正面スロット面に対応する背面スロット面69を示す。図示のように、センサ25は、正面スロット面61と背面スロット面69とを分離する誘電性の基板71を含む。誘電性の基板71はまた、マイクロストリップ伝送ライン51もその対応するグラウンド面73から分離する。この実施形態では、接地バイア75が、表面45の正面スロット面を背面スロット面69と接続する。図3Aおよび図3Bの実施形態と同様であるが、センサ25は、図4Aおよび図4Bに示すように、インラインスイッチ77およびインピーダンストランスフォーマ79を含む。有利なことに、スイッチ77などのスイッチを面外の給電用伝送ラインに組み込むと、アレイ23の素子間の絶縁が強化される。インピーダンストランスフォーマ79により、スロット41の比較的高いインピーダンス例えば、数百オームを伝送ライン51のインピーダンス例えば、RF回路の典型的な50Ωに整合させることが可能になる。一実施形態では、インピーダンストランスフォーマ79は、スロット41の共振周波数を整合させるように設計された共振タイプである。代替の実施形態では、図4Aおよび図4Bのセンサ25は、広帯域のインピーダンストランスフォーマ79を含む。スロット41とマイクロストリップ伝送ライン51との間で電気結合する場合は、図5に示すように給電用伝送ライン51を通してPINダイオード43にDCバイアスをかけることが可能である。図5にさらに、RFチョーク81を通して給電されるライン49上のDCバイアスを示す。本発明の態様を具体化するアレイ素子の設計には、スロット41の面に実質的に垂直のマイクロストリップ給電を用いて、スロット41内に送信される信号とスロット41から受信される信号とを結合することが含まれる。面外給電の利益が90度以外の角度で実現される場合があることを理解されたい。次に図6Aおよび図6Bを参照すると、本発明の態様は、伝送ライン51を用いて、変調されたスロット41例えば、PINダイオードによって負荷がかかったスロットに給電することが含まれる。一実施形態では、伝送ライン51はスロット41面に概して直交する。図示のように、内部にスロット41が形成された導電性の表面45は、第1の面61を画定する。伝送ライン51は、第1の面61とは異なりそれに平行ではない第2の面63内に配向されている。同軸ラインは、例えば、適切な伝送ラインである。というのは、スロット41のアパーチャが同軸ラインの断面と同様であり、そのため、面外伝送ライン51とスロットアンテナ、すなわちセンサ25との間の整合をより簡単にすることが可能になるからである。この配設は、高解像度の2次元画像化アレイで使用するのに適したコンパクトなプローブに適する。さらに、シールドされた給電素子間の相互の結合が低減される。このような負荷がかかったスロットまたは切り換えスロット41を設計するときは、スロット41とライン51上に提供された給電との間のインピーダンス整合に関する問題、ならびに放射および変調の効率に関する問題が考慮される。図6Aでは、スロット41への直接的な同軸ライン接続により電気結合が提供される。図6Bでは、近接効果を通した接続が電磁気結合を提供する。本発明の態様を具体化するアレイ素子の設計は、スロット41の面に実質的に垂直の同軸の給電を用いて、スロット41内に送信される信号とスロット41から受信する信号とを結合することを含む。面外の給電の利益が90度以外の角度で実現される場合があることを理解されたい。この面外給電構造の2つの設計の変更形態、すなわち、直接電気結合および電磁気結合を本明細書に開示する。シミュレーションおよび測定の結果は、これらの給電設計を用いて給電ライン上のスイッチによる高い放射効率および向上した切り換え絶縁を実現することができることを示す。図6Aおよび図6Bに、同軸の給電ラインをそれぞれ用いた異なる2つの給電スキームの概略図を示す。円形の負荷すなわち、コンダクタ47とスロット41との間に、誘電性の楕円形または円形のスロット41および静電性のギャップ素子43が、結果的に共振構造をもたらす。両方のプローブ、すなわち、図6Aに示すセンサ25および図6Bに示すセンサ25において、同軸ラインは、PCB85の反対側の導電性の表面45に切り込みを入れた移行スロットを通してスロット41に給電する。図6Aでは、同軸の給電の、すなわち、伝送ライン51の中心コンダクタ87が、2層のPCB85のバイアを介して円形のコンダクタ47に接続される。代替の実施形態では、図6Bに示すように、センサ25は、4層誘電性の2つの層D1およびD2のPCB85および追加の2つの移行スロットを備える。同軸ラインの内部コンダクタ87の端部は、ピンに接続されており、そのピンは、第2の誘電性の層においてバイアを貫通し、誘電性の2つの層D1とD2との間に位置する開放回路スタブ89において終端する。したがって、図6Aに示すセンサ25は、同軸の給電とスロット41との間において直接的な接続を有し、図6Bに示すセンサ25は、近接型の給電を用いる。プリント基板上の実用的なK帯域スロットをシミュレーションすると、垂直の同軸の給電を有する、設計された切り換えスロットプローブの様々な属性が明らかになる。例えば、損失性のコンダクタ、すなわち、銅、およびRogersR04350基板εr=3.48、tanδ=0.004図6Aのプローブの場合、ならびにRogersRT5880基板εr=2.2、tanδ=0.0009図6Bプローブの場合。能動素子43、つまりこの例ではPINダイオードを、5Ωおよび-j265Ωのインピーダンスをそれぞれ有する集中素子としてON状態およびOFF状態におけるモデルとしている。そのシミュレーションでは、Teflonεr=2.08、tanδ=0.004で充填された内径1.3mm、外径4.1mmの50Ωの同軸ラインが、スロット41に給電する。プローブの他のパラメータを以下の表Iに列挙するここで、プローブIは図6Aに示すセンサ25を表し、プローブIIは図6Bに示すセンサ25を表す。表1から、スロット41が小さいスロットの最大寸法が半波長よりも小さいことを理解することができる。図6BのプローブIIの場合の設計を最適化することで、スタブの長さが-1mm、幅が-0.8mmになった。能動素子43がOFFのときは、スロット41は、設計周波数で放射しスロットが開放している、すなわち、共振周波数の信号がスロットを貫通する。能動素子43がONのときは、円形の負荷47とスロット41の縁部との間の隙間が短絡する。その結果、スロット41は対象の周波数では共振しない。この状態では、スロット41によりどの信号も通過することができず、すなわち、スロットは閉鎖している。その共振周波数では、能動素子43がOFFのときは、図6Aのプローブの最低限の応答は、22.2GHzのときに約-28dBであり、図6Bのプローブの最低限の応答は、24GHzのときに約-24dBである。能動素子がONのときは、図6Aのプローブの最低限の応答は、22.2GHzのときに約-0.5dBであり、図6Bのプローブの最低限の応答は、24GHzのときに約-0.4dBである。これは、両方のプローブに関してスロット41と伝送ライン51上の給電との間の整合が良好であり、能動素子43すなわち、PINダイオードがONのときにスロットを効果的に短絡させることを意味する。このようにして、センサ25は、最大の変調効率を実現し、有利なことに、放射効率は、両方のプローブに関して高く、漏出は低い。面外伝送ライン51によって給電されるプローブは、主要な面E面およびH面において幅広いビームを有する。ダイオードがONのときとOFFのときの全体の効率の差から変調効率dBを計算すると、両方のプローブに対して変調効率が比較的高いことが明らかである図6Bのプローブの場合は図6Aのプローブの場合よりも高い13.6dB対11.6dB。しかし、実際には、変調効率は、スロットが閉じているときの信号の漏出およびスロットが開いているときの損失のせいで低下することがある。スロット付近の電界のさらなる分析は、ダイオードがOFF状態スロットが開放しているときは、スロットの電界は主に直線偏波されることを示す。図2Aおよび図2Bをさらに参照すると、能動素子43は、その対応するスロット41を変調するように機能する。このようにして、センサ25は、切り換えスロットセンサ、またはプローブを備える。能動素子43がOFFのときは、スロット41は、その位置でアレイ23に入射する電界を表す信号を通過させる。しかし、能動素子43がONのときは、スロット41はこうした信号を通過させない。プロセッサ37は、能動素子43の動作をトリガして、スロット41を変調し、ひいては、アレイ23のその他のセンサ25に対するスロット41の位置を識別する情報によりその信号にタグ付けする。アレイ23を形成するように配設されると、複数のスロット41は、比較的高い周波数において高い測定感度および空間解像度を提供する。アレイ23は、導電性スクリーン45例えば、金属プレート内に切り込まれた変調されたスロット41を含み、マイクロ波周波数およびミリメートル波周波数でマッピングする電界に予測できないほどよく適している。対照的に、従来の画像化システムは、導電性金属が電磁波を反射して戻す傾向があるので、能動素子の周りの導電性金属などの材料を回避する。続いて、アレイ23は、レシーバ回路、処理回路、および表示回路すなわち、それぞれレシーバ35、プロセッサ37、および表示装置31を含む他のシステム構成要素と一体にされる。別々の位置における測定値の特別な処理を利用すると、システム21は、対象物の空間的なおよび/または誘電性のプロファイルの多次元の画像例えば、ホログラフィ画像を生成する。一実施形態では、アレイセンサ25すなわち、変調されたスロット41は、対象物29からの電磁界の適切なサンプリングを提供するように互いに近接して配列される。さらに、スロット41の設計は、隣接するスロット間に弱い相互の結合をもたらす点で有利である。スロット41をアレイ素子すなわち、センサ25として使用することにより、そうでなければ対向する2つの対物である、センサ25間の間隔および相互結合を低減することによって電磁界のサンプリング性能を最適化することが可能になる。センサ25はそれぞれ、アレイ23内の特定の素子の位置において電磁界に比例する信号を通過させる。センサアレイ23の面積全体にわたって電界の比較的小さな変化を検出することによって、画像化システム21は、獲得した画像のわずかな対象物の特性を高感度で観察することを可能にする。さらに、画像化システム21は、実質的にリアルタイムの動作を提供するために電界を迅速にサンプリングする。さらに、本発明の少なくとも1つの実施形態では、センサアレイ23は比較的コンパクトであり、近接して離間したセンサ25を有するので、画像化システム21は、忠実度および空間解像度が高い画像を提供する。スロットアンテナ41によって具体化されアレイ23内に組みこまれたセンサ25は、システム21の特定の用途に応じて、サブ共振スロットまたは共振スロットなど、様々な設計を取ることができる。さらに、利用可能な変調タイプには、連続変調、平行変調、およびハイブリッド変調が含まれる。連続変調が、1回に1つのスロットを変調することを含む一方で、平行変調は、例えば、直交変調符号を用いて同時に複数のスロットを変調することを含む。一部のスロットが平行して変調され、かつ一部が連続して変調されるハイブリッド変調タイプでは、異なる変調パターンが可能である。本発明のさらなる態様は、スロットの伝送特性に影響を与えるように、能動素子43を用いて、変調されたスロット41に負荷をかけることに関する。例えば、変調されたスロット41は、共振スロット、サブ共振スロット、広帯域スロット、再構成可能な共振スロット、および再構成可能な形状のスロットとすることができる。共振スロットは、コンパクトな設計を有し例えば、スロット間隔がλ0/2未満、ここでλ0は自由空間波長である、狭帯域であるが、比較的高い感度を有する。言い換えると、スロット41は単一周波数で効率的に開閉する。サブ共振の変調されたスロットは、比較的感度が低く同様にコンパクトな設計であるが、より広い範囲の周波数にわたって使用することができる。効率は広帯域の動作のトレードオフである。広帯域スロットは、ある範囲の周波数にわたって適度な感度を有するより大きな素子である。一例として、広帯域スロット間のスロット間隔はλ0/2程度である。有利なことに、より広い帯域の周波数によってホログラフィが可能になる。再構成可能な共振スロットは、例えば、可変容量ダイオード、PINダイオードなどを使用して掃引周波数の動作に関する共振周波数を制御するために様々な負荷条件を有する共振スロットである。言い換えると、1つまたは複数の追加の能動素子の使用を通してスロットに電気的に負荷をかけると、予測可能なうまく制御した形でスロットの共振周波数が変化する。再構成可能な形状のスロットは、必要とされる場合があるサイズよりも大きい固定のサイズを有し、スロットの寸法、ひいてはその周波数応答を電子的に変化させるすなわち、狭帯域動作対広帯域動作ために選択的に活性化される複数のPINダイオードによって負荷がかけられている。例えば、長さ1cmの再構成可能な形状のスロットは、1mm毎に能動素子を有してもよい。いくつかの素子のうちどれを利用してスロットに負荷をかけるかに応じて様々な位置で様々にスロットに負荷をかけることによって、スロットの選択された別々のまたは重複する部分を開閉してもよい。代替の実施形態では、再構成可能な形状のスロットは、液晶ポリマーLCPなどの、高度に空間的に選択可能なスクリーン材料から構成され、そのため、狭帯域スロットならびに広帯域スロットを実現することができる。こうした設計は、電気的な制御によってLCPの実効誘電率を局部的に変化させることに基づいている。LCPの誘電率が独立にかつ局部的に変化することにより、散乱界をサンプリングするために使用されるピクセルすなわち、スロットが生成される。当業者は、印加した電圧に応答する電気的な特徴を有するLCP材料に精通している。再度図1を参照すると、プロセッサ37は、レシーバ35によってアレイ23を介して得た信号を復号して、対象物29の画像を生成し、センサ25を変調する制御信号を生成する。一実施形態では、コンピュータの形態のプロセッサ37は、データ取得DAQカードを介してアレイ23とインターフェースし、変調信号を含む制御信号を生成するようにソフトウェアを実行する。DAQカードは、変調されたセンサ信号をピックアップ回路すなわち、レシーバ35から取得し、続いて、その信号をソフトウェア内で処理および復号する。復号された信号はそれぞれ、コンピュータのスクリーン、すなわち表示装置31上に表示するために、それぞれのスロット位置に従って配設される。あるいは、アナログデジタル変換器および表示装置31とインターフェースする高速デジタル信号プロセッサDSPが、プロセッサ37を具体化する。さらに別の代替の実施形態では、プロセッサ37は、制御信号を生成するために、別々の構成要素またはフィールドプログラマブルゲートアレイから作製されたデジタルスイッチングネットワークなどの、特別設計の回路を備える。変調されたセンサ信号はそれぞれ、アナログまたはデジタルの処理技法を用いてハードウェア内で復号される。プロセッサ37は、サンプリングされた測定値を処理し表示する画像を生成するために、ADCアナログデジタル変換器カードなどを介して復号した信号を取得する。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、上記で説明した統合スキームの様々な組み合わせを用いて、制御信号を生成し、結果として生じる変調された信号を復号してもよいことを認識するであろう。システムの統合により、携帯型の画像化システム21を展開できるようになる。さらに、システム構成要素間の1つまたは複数のインターフェースは、無線のインターフェースである例えば、信号を遠隔で取得または表示することができる。レティナ領域すなわち、アレイ23の領域にわたる電界マップの未加工の画像に加えて、画像化システム21は、画像化された対象物29の形態/形状の2次元プロファイルおよび3次元プロファイル、ならびに誘電性の特性を得るために、当業者に知られた空間的および/または一時的な合焦技法例えば、合成アパーチャフォーカシング、逆伝播法、ビーム形成法、ホログラフィック法などを適用する。有利なことに、アレイ23の設計において直交を含む面外の給電を使用すると、アレイ素子間の絶縁を強化するために、給電用伝送ラインにスイッチを組み込むことが可能になる。さらに、トランスフォーマ79などのインピーダンストランスフォーマは、比較的高いインピーダンススロット典型的には、数百ΩをRF回路で使用されることが多い標準の50Ωの伝送ラインに整合させることを可能にする。本発明の1つまたは複数の実施形態によれば、インピーダンストランスフォーマは、スロットの共振周波数を整合させるように設計された共振タイプであるか、または、代替的に広帯域タイプにされる。信号コンバイナまたはデバイダ例えば、ウィルキンソンコンバイナにより、単一のポートでスロットアレイを構築することが可能になる。さらに、マルチプレクサまたはコンバイナのネットワークに面外給電を実装することができる。スイッチ、増幅器、およびミキサなどの無線周波数の集積回路RFICは、面外給電と共に容易にマルチプレクサに組み込まれる。さらに別の実施形態では、面外マイクロストリップおよび/またはCPWプリント伝送ラインを有する給電アレイ23は、画像化アレイの厳しい特別な要件に加えて小型の表面実装RFICを使用することを可能にする。次に図7Aおよび図7Bを参照すると、本発明の態様により、より高い解像度および/または感度など得るために画像化システム21の性能が強化される。例えば、アレイ23を、散乱する電界の3次元マップを得るために同様のセンサアレイで走査しすなわち、機械的に移動させかつ/またはそのようなセンサアレイから配設する。あるいは、アレイ23は、波長毎に得られたサンプルの数を増やすために直交する2つの方向に変位する。言い換えると、画像化システム21は、アレイ23の平行移動を提供し、それぞれの位置で対象物の画像を生成し、空間解像度および忠実度がより高い画像を得るようにそれらの画像を処理する手段を含む。図7Aのアレイ23はスロット41を複数有する例えば、便宜上図4Aには6個のスロットが示されている。アレイ23が任意の数のスロット41含んでもよいことを理解されたい。例えば、1つまたは複数の平行移動の変位を受けるアレイ23の6個のスロットの位置を図4Aに示す。例示の実施形態では、アレイ23は、最初に下にずれ、横にずれ、次いで上にずれるが、前の位置は破線で示されている。水平方向の変位は右向きでも左向きでもよい。変位アクション、画像生成アクション、および信号処理アクションを迅速に実行することにより、リアルタイムのままの画像化プロセスが可能になる。一例として、変位はセンサの間隔の半分である。次に図7Bを参照すると、一実施形態において変調されたスロット41は、直線的に偏波するようにサイズ設定および形状設計されている。例えば、図2Aまたは図2Bのいずれかに示す変調されたスロット41は、一方向では散乱した電界成分を通過させるが、他の方向ではその電界成分をブロックする、概して縦長の形状を有する。本発明の態様によれば、異なる偏波で散乱した電界を測定すると、画像化された対象物29に関して明らかになった形状および材料の情報の量が増える。偏波が電界の空間的配向に関与するので、画像化システム21は、いくつかの偏波でそのアレイ23、すなわちレティナにおける電界を測定するように設計することができる異なる偏波を測定する能力は、画像化された対象物29に関して明らかになった情報の量を増やす。例えば、センサ25はそれぞれ、電界成分を測定するために直線的に偏波された変調されたスロット41を備える。直線的に偏波された変調されたスロット41を使用すると、アレイ23は、図4Bに示す中心点を中心に、垂直偏波から水平偏波までレティナを90度回転させる破線で示すことによって、直行する方向に散乱した電界を測定することができるようになる。さらに、回転アクションを迅速に実行すると、リアルタイムのままの画像化プロセスが可能になる。画像化システム21の実装形態に従って回転の量および方向を変更してもよいことを理解されたい。あるいは、レティナ空間に配列された直線的に偏波する2組のセンサ素子により、直交する2つの電界成分を連続してまたは同時に測定することが可能になる。こうした代替の実施形態では、ある組のセンサ25は、第1の方向に沿って配向されたスロット41を備え、もう一方の組のセンサ25は、第1の方向に直交する第2の方向に沿って配向されたスロット41を備える。さらに別の代替の実施形態では、センサ25は、直交する2つの電界成分を連続してまたは同時に測定するために、偏波にわたる電気的な制御を用いて二重偏波されたセンサ素子を備える。別の実施形態では、アレイ23は、より高い空間解像度を得、かつ/または照射面積の寸法を増やすように走査されるすなわち、機械的に移動する。例えば、2組のセンサ25を有するアレイ23またはリニアアレイ23は、対象物の近くで平行移動することができる。上記で説明した概略的な動作は、照明源例えば、アンテナとは関係がなく、電磁界照明源に応じて、異なる動作モードが可能である。対象物から散乱した光エネルギーを受けるだけのヒトの目の網膜とは異なり、センサアレイ23、つまりレティナは、マイクロ波エネルギーおよび/またはミリメートル波エネルギーを受信するだけでなく送信するために使用されてもよい。画像化システム21は、独立した照明源によって生成され対象物29によって散乱された電界を表す信号を受信するという意味でパッシブとすることができる。こうしたパッシブモードでは、独立した照明源は照明領域を生成し、それにより、画像化システム21は、散乱した電界の空間マップを得ることができる。一般には、こうした独立の照明源は、レティナ空間的ドメインの外部にあり、アレイ23の一部分ではない。同様に、対象物29自体が、画像化システム21とは関係なく電磁放射を放出する。一方で、アクティブ動作モードでは、電界照明源は画像化システム21の一部分である。アクティブモードで動作するときは、1つまたは複数のセンサ25は、アレイ23が散乱した電界をサンプリングするときに、対象物29を照明するレティナ領域内に構築された放射源を構成する。アクティブモードは、多くの用途で幅広い使用を提供し、異なる位置および分配に対応する異なるパターンが生成される場合があるので携帯性が促進される。図1の構成は単なる例示であり、様々な構成が本発明の範囲内で企図されることを理解されたい。例えば、目標対象物29は、図1に示すように外部電界源とアレイ29との間に配設されてもよい。さらに別の代替の実施形態では、電界は、アレイ23自体から放射し、対象物29にぶつかり、次いで、アレイ23に向かって戻るように散乱する。再度図1を参照すると、レシーバ35は、動作モードアクティブ/パッシブに応じてトランシーバレシーバ/トランスミッタとして働くことができる。パッシブ動作の場合は、レシーバ35は、レシーバとしてのみ働く聞くだけ。アクティブモードでは、レシーバ35はやはり、アンテナなどを通して照明信号を提供する電界源を有する。この例では、レシーバ35は、送信された信号を開始するたけでなく、アレイ23からの信号を受信し、プロセッサ37によりさらなる処理に適した形態にする例えば、事前調整およびダウンコンバージョン。マイクロ波およびミリメートル波画像化システム21は、少なくとも以下の用途で有効である。A.アンテナパターン測定、比吸収率SAR測定、およびレーダ断面RCS測定に関する急速な電界測定。B.一般的なマイクロ波およびミリメートル波画像化。C.誘電性の複合材料特性および材料特性の非破壊試験。D.標的の位置特定および到達角度の推定。E.衝突防止装置。F.EMIおよびEMC。G.超広帯域マイクロ波およびミリメートル波通信リンク。H.監視システムおよびセキュリティシステム。I.密輸品の検出。本発明の態様によれば、センサアレイ23で使用する切り換えスロットセンサ25は、導電性の表面45を含む。導電性の表面45は、その内部に形成されたスロット41を有し、能動素子43は、スロットを横切って接続されている。伝送ライン51は、スロット41の近くで導電性の表面45に実質的に垂直に配向されており、スロット41を選択的に変調する能動素子43に結合された給電を設ける。この例では、センサ25からの出力信号が、変調されたスロット41において検出された電界を表す。本発明の態様を具体化する画像化システム21は、対象物29からの電界を検出するための複数の切り換えスロットセンサ25を有するセンサアレイ23を備える。センサ25は、対象物29から離れて位置する定義された空間的ドメインに対応する位置に配設される。また、センサ25はそれぞれ、センサのそれぞれの位置で検出された電界を表す出力信号を提供する。センサ25はそれぞれ、第1の面を画定する導電性の表面45を含む。導電性の表面45は、その内部に形成されたスロット41を有し、能動素子43は、それを横切って接続されている。伝送ライン51は、第1の面とは異なりその第1の面に平行でない第2の面内に配向されている。伝送ライン51は、スロット41を選択的に変調する能動素子43に結合された給電を設ける。画像化システム21はさらに、センサ25から出力信号を受信する、アレイ23に動作可能に接続されたレシーバ35と、受信した出力信号に基づいて定義された空間的ドメインの対象物29を表す多次元のプロファイルを生成するように構成されたプロセッサ37とを備える。さらに、画像化システム21は、多次元のプロファイルの画像を表示する表示装置31を含む。本発明の態様を具体化する方法により、対象物29の多次元のプロファイルを生成する。その方法は、電界で対象物29を照らすことであって、その電界が、超高周波よりも大きい周波数を有する電磁エネルギーを含み、その電界によって照らされた対象物29によって散乱する、照明することを含む。その方法はまた、散乱した電界を複数の位置で複数の切り換えスロットセンサ25によってサンプリングすることも含む。それらの位置は、対象物29から離れて位置する定義された空間的ドメインに対応する。さらに、各センサ25は、スロット41を横切って接続された能動素子43と伝送ライン51とを備える。スロット41は、第1の面を画定し、伝送ライン51は、第1の面とは異なりその第1の面に平行でない第2の面内で方向付けされている。その方法は、センサ25から出力信号を受信することと、センサ25から受信した出力信号に基づいて定義された空間的ドメインの対象物29を表す多次元のプロファイルを生成することとをさらに含む。別の実施形態では、センサアレイ23で使用する切り換えスロットセンサ25は、導電性の表面45、能動素子43、および伝送ライン51を含む。導電性の表面45内に形成されたスロット41は、スロットを横切って接続された能動素子43を有し、能動素子43に結合された面外伝送ライン51は、スロット41を選択的に変調する給電を提供し、変調されたスロット41において検出された電界を表す出力信号を送信する。さらに別の実施形態では、画像化システム21は、対象物29から離れて位置する定義された空間的ドメインに対応する位置に配列された、切り換えスロットセンサ25を複数備える。それらのセンサ25は、超高周波よりも高い周波数で電磁エネルギーを受けそれに応答し、対象物29からの電界を検出する。センサ25はそれぞれ、第1の面を画定する導電性の表面45を含む。導電性の表面45は、その内部に形成されたスロット41を有し、能動素子43は、それを横切って接続される。伝送ライン51は、第1の面とは異なりその第1の面に平行でない第2の面内に配向される。伝送ライン51は、スロット41の共振周波数を選択的に変更する能動素子43に結合された給電を提供し、スロットの共振周波数に応じて、センサのそれぞれの位置で検出された電界を表す出力信号を送信する。画像化システム21はさらに、複数の位置で検出された電界を表す出力信号を受信するための、センサ25に動作可能に接続されたレシーバ35と、受信した出力信号に基づいて定義された空間的ドメインの対象物29を表す多次元のプロファイルを生成するように構成されたプロセッサ37とを備える。本明細書に例示および説明した本発明の実施形態の実行の順序または動作の性能は、別段の指定がない限り本質的ではない。すなわち、それらの動作は、別段の指定がない限りいかなる順序でも実行されてもよく、本発明の実施形態は、追加的な動作、または本明細書で説明したより少ない動作を含んでもよい。例えば、別の動作の前、それと同時、またはその後に特定の動作を実行または実施することが本発明の態様の範囲内に包含されることが企図される。本発明の態様は、コンピュータが実行可能な命令によって実施されてもよい。そのコンピュータが実行可能な命令は、コンピュータが実行可能な1つまたは複数の構成要素またはモジュール内に編成されてもよい。本発明の態様は、任意の数および編成のこうした構成要素またはモジュールを用いて実施されてもよい。例えば、本発明の態様は、図に示しかつ本明細書で説明した、特定のコンピュータが実行可能な命令または特定の構成要素もしくはモジュールに限定されない。本発明の他の実施形態は、本明細書で例示および説明した機能よりも多くの機能または少ない機能を有する、様々なコンピュータが実行可能な命令または構成要素を含んでもよい。本発明の態様またはその実施形態の要素を導入するときは、冠詞a1つの、an1つの、theその、およびsaid前記は、1つまたは複数の要素があることを意味することを意図する。用語comprising備える、including含む、およびhaving有するは、包含的なものであり、列挙した要素以外に追加の要素が存在する場合があることを意味することを意図する。本発明の態様を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の態様の範囲から逸脱することなしに修正および変更が可能であることが明らかであろう。本発明の態様の範囲から逸脱することなしに上記の構築物、製品、および方法に様々な変更を行うこともできるので、上記の説明に包含され添付の図面に示された全ての事項が例示的であり、限定的な意味はないと解釈されるものであると意図されている。