"送信および受信アンテナに少なくとも試料全体を照射できる開口角のアンテナを用い、試料の近傍で試料を囲む円筒面上の送信および受信アンテナの走査を用いたレーダークロスセクションRCS測定時の近傍界-遠方界変換アルゴリズムの中の焦点化オペレータに、校正因子を導入したことを特徴とするRCS測定システム。送信および受信アンテナに少なくとも試料全体を照射できる開口角のアンテナを用い、試料の近傍で試料を囲む円筒面上の送信および受信アンテナの走査を用いたレーダークロスセクションRCS測定時の近傍界-遠方界変換アルゴリズムの中の焦点化オペレータに、試料の位置とアンテナの位置の関数である校正因子を導入したことを特徴とするRCS測定システム。送信アンテナと受信アンテナが共用か、隣接して同一に移動することを特徴とする請求項1または請求項2のRCS測定システム。送信アンテナと受信アンテナが個別に移動することを特徴とする請求項1または請求項2のRCS測定システム。試料の近傍で試料を囲む球面上の送信および受信アンテナの走査を用いた、請求項1および請求項3、または請求項2および請求項3または請求項1および請求項4、または請求項2および請求項4のRCS測定システム。背景技術で述べたように、レーダークロスセクションを測定する際、遠方界で測定する方法では遠方界で測定しなければならない。コンパクトレンジ法で測定する方法では、コンパクトレンジ用の試料の3倍以上大きなアンテナが必要であり、また、モノスタティックだけの測定に限られてしまう。遠方からではなく、また、モノスタティックでもバイスタティックでもレーダークロスセクションRCSを測定したい、また、大きなアンテナを用いたくないという要望を解決するものである。上下に動くアンテナから周波数を変化させながら試料に照射する。試料から反射してきた電磁波を同じアンテナで受信し、振幅と位相および伝播遅延時間等を入手する。次に試料を少し回転する。測定した振幅と位相および伝播遅延時間などから解析理論を用いた数値を用いて遠方界のモノスタティックレーダークロスセクションRCSを計算する。なお、別の角度に配置したアンテナで受信し、バイスタティックレーダークロスセクションRCSも求めることができる。試料を1回回転するだけで、近傍においてモノスタティック、バイスタティックなど希望するレーダークロスセクションが求められる。なお、試料を平面状で回転しないで、アンテナ側から見たときに、例えば腹が見えるように手前で上の方、後方で下の方になるように回転させると、試料を下から見た全周のRCSを測定することができる。なお、上から見下ろしても同様のRCS測定ができる。図1に示す構成にベクトルネットワークアナライザおよびプログラムの入ったコンピュータからの指令で試料を回転させ、また、プローブアンテナを上下に移動させながら、プローブアンテナから電波を放射し、反射波をプローブアンテナで受け、その振幅と位相および伝播遅延時間等を記録し、コンピュータで解析理論を用いて数値解析し、近傍界遠方界変換を行ってレーダークロスセクションを得る。多くの場合、電気的に大きな物体のRCSレーダ断面積を直接測るのは大きな困難を伴う。というのは、RCSはターゲット全域で入射波が平面波と見なせれる程十分遠方で定義されるからである。この遠方領域は関係式2D2/λで与えられる。ここで、Dは被測定物となるターゲットの寸法であり、λは測定周波数の波長である。このような問題を解決する一つのアプローチとして近傍界の遠方界変換NF-FFTが知られている。波動が伝搬しているとき、その波動は波源から生じた結果だとしてもよいし、波源と観測領域の間に等価的な二次波源を考え、これから新たに生じた波動であると考えてもよい。波源に近い領域での電磁界を何らかの方法で知ると、それより他の領域での界を理論的に予測することができる。つまりNF-FFTでは、ターゲットの近傍でプローブアンテナを走査することにより測定した散乱電磁界を計算処理して、ターゲットRCSとなる遠方散乱界を予測評価するものである[1]。このNF-FFTの中でも最も効率の良い変換手法が散乱体ターゲットの反射率分布となるレーダイメージ法である。レーダイメージからはターゲットの重要な散乱情報が得られ、RCSが算出できる[2]。レーダイメージに基づくNF-FFTの実際的な考察に関しては、文献[3]に記述されている。図1に測定系を示す。また、図2にターゲット近傍での円周走査あるいは円筒走査における測定の座標系を示す。プローブの走査範囲は円周面と垂直な方向のターゲットサイズD⊥に応じて、これが十分遠方となような近傍界遠方変換を円周走査法と呼んでいる[1]-[6]。モノスタティックモードにおいて入力信号をUk,φ0とすると、一般的な焦点化オペレータレーダ反射率の分布関数φ02y-ρ0sinφ02}1/2,k=2πf/cc:光速である。また、測定時の周波数依存性を軽減するため、Uk,φ0をターゲットからの散乱界と校正用散乱体からの散乱界の比で定義することもできる[4]。レーダイメージが得られると、z=0での水平面におけるRCSはで求められる。σ0は校正用ターゲットのRCSである。内に配置する。図2に示す円周走査法において、そのプローブ位置の動径が短い場合とか、あるいはイメージ取得領域の幾何学的中心と所謂散乱中心がずれている場合、焦点化オペレータ1式のままでは、RCSの結果は著しい誤差となることが本発明者等によって示されている。さらに、これを補正するために新たな校正因子gを導入し、大きな改善効果を確認している[5],[6]。図3はイメージング領域内の中心から0.5m離れた所に一個の小さな完全導体球を配置し、半径1.5mの円周内上で周波数1GHzの近傍界を測定したときのRCS計算例である。この特殊な例より、通常の焦点化オペレータによる結果g=1では、厳密な計算結果Exactから大きく逸脱しているのが読み取れる。一方、第3式を導入した結果improvedNF-FFTでは、十分改善していることが分かる。なお、図3はイメージング領域の中心からオフセットした場所に小さな導体球がある場合のRCSを示すし、従来法と改善したNF-FFTによる結果を理論的な厳密解からの差で示す。なお、σ0は小さな導体球のRCS理論値である。次元の円周走査法では誤差を十分保証することが不可能になる。つまり、プローブの走査面はターゲットを包むようにする必要がある球あるいは円筒。円筒走査法の場合については、文献[5],[6]の2次元的アプローチを3次元に拡張することを考える。キーポイントは適切な焦点化オペレータを求めることであり、2次元の場合と同じように、電気的に小さな導体球のレーダイメージが数学的にデルタ関数で与えられるという条件で、これは実現できる。ここでは以下、点状のプローブを持つモノスタティックモードで議論を進める。円筒走査の処理アルゴリズムれている。プローブアンテナは方位方向φ0でステップδφ0、垂直方向z0でステップδz0ずつ走査させる。述したように、入力信号Uk,φ0,z0はターゲットからの散乱界Esterf,φ0,z0と、z0=0の平面の中心に置かれた校正用導体球からの散乱界Escalf,φ0,0の比で与える。円筒走査における焦点化オペレータは、円周走査の第1式に対して、垂直方向のz0に関する積分を考慮すべきである。この時の適切なで与え、とする。直接これを代入することにより、円筒走査におけるオペレータは次式のように求められる。ここに試料の3次元位置を示す。になる。レーダ断面積RCSは、例えばz=0の平面では、で評価できる。計算結果例本稿で示したNF-FFTの有効性を示すため、あるいはサンプリングレートなどの変換パラメータの影響を検討するため、今2つの電気的に小さな導体球で構成される測定系を考える。走査系のサイズはターゲットの大きさDによって決定される。今の場合、プローブが近傍領域となるように2個の球の座標を選ぶことができる。球の間の多重散乱は無視することができ、このときの2つの球のRCSは容易に解析的な表示で求められる[7]。この理論値をNF-FFTの比較検証に用いる。今、測定シミュレーションの計算例として、z=0に置かれたときのδφ0とδfの影響を示したものである。他のパラメータはδz0=0.25m,δ10=δx=δy=δz=0.25mである。δφ0とδfはxy面におけるスプリアス強度に関係していると予測できる。サンプリングレートが細かいほど、イメージの質は良くなっている。当然、この水平面のイメージの質にはz軸方向のδz0の影響も含まれている。なお、図4は半径の異なる2個の小さな導体球による反射率イメージ。左側は周波数ステップδf=200MHz,方位角ステップδφ0=18°でz=0の面内の分布。右側の図は周波数ステップδf=50MHz,方位角ステップδφ0=3°の場合。なお、左図はΨx,yの最大値から35以上の高レベル領域をカットしている。図4と同じようにx=0,y=±0.5m,z=0に二つの導体球を置き、周波数範囲を1GHzとしたときの遠方RCS変換を図5に、これから配置だけをx=0,y=0,z=±0.5mとしたときの垂直面での結果を図6に示す。水平面内に置いたときに比べ、配置方向を垂直面にした場合には、方位角φに対するRCSは大きく変化している。同図では、サンプリングレートδf=50MHz,δf=50MHz,δφ0=3°,δz0=0.25mで固定していング間隔を細かくすれば、さらなる改善が見込まれるが、当然ながら計算時間の増加につながることになる。ここでは2次元の円周走査での変換理論を基に、3次元の円筒走査変換に拡張した。これにより、扁平な物体のみならず垂直方向にもサイズを持つ一般的な形状をした電気長の大きな物体に対する遠方のRCSを評価できることになった。この特長は物体との焦点化に際し、従来の方法に比べてよりクリアなイメージを構築できることである。数値的に確認しているように、非対称な物体に対するこの焦点化オペレータの効果は大きい。変換理論的には、小さな導体球はデルタ関数となるという事実を基に、反射率分布関数を誘導した。バイスタティックのRCSパターンへ拡張した実施例を図7に示す。送信アンテナAと受信アンテナBを別の位置へ置き、これらの位置関係をd1,d2,α1,α2,βで示した。なお、通常はアンテナの上下の動きはA,Bを同期させる。なお、双方のアンテナは試料を十分に照射するとする。なお、受信アンテナの場合も照射という表現をした。また、表示式は局所的な入射波と反射散乱波の経路を独立して定式化し誘導した。なお、プローブが指向性を持つ一般的なアンテナの場合も、入射波と反射波に利得パターンの重み付けをすれば良い。アンテナプローブの走査面は試料を包むようにする必要があるが、ここでは試料を球状に包むことも可能である。座標は球面座標として式を展開し、円筒走査と同様に、校正因子を導入し、精度の高いRCS測定システムを確立した。"