JP6553335B2 - Transmission / reception device and radar measurement system - Google Patents

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Description

本発明は、小規模な領域に対して合成開口レーダを適用した送受信装置およびレーダ計測システムの技術に関する。   The present invention relates to a technology of a transmission / reception apparatus and a radar measurement system in which a synthetic aperture radar is applied to a small area.

合成開口レーダを適用して対象物の形状を計測する技術が開発されている。特許文献１には、フェーズドアレイアンテナが搭載された移動体の移動に伴ってそのビーム方向を電子的に制御しながら画像を取得する合成開口レーダ装置を試験する合成開口レーダ試験装置が記載されている。この合成開口レーダ試験装置は、飛行機における飛行経路のシナリオなど、移動体の模擬の移動情報に基づいて合成開口レーダ装置で受信される信号を模擬した試験信号を合成開口レーダ装置に向けて放射し、この移動情報に基づいて合成開口レーダ装置のフェーズドアレイアンテナを回転させて、試験信号発生部からフェーズドアレイアンテナまでの間の試験信号の伝搬距離に基づいてフェーズドアレイアンテナのバイアス移相量を設定する。   Techniques have been developed to measure the shape of an object by applying a synthetic aperture radar. Patent Document 1 describes a synthetic aperture radar test apparatus that tests a synthetic aperture radar apparatus that acquires an image while electronically controlling the beam direction as a moving body equipped with a phased array antenna is moved. There is. This synthetic aperture radar test device radiates a test signal simulating a signal received by the synthetic aperture radar device based on simulated movement information of a moving object, such as a flight path scenario in an airplane, toward the synthetic aperture radar device. Rotate the phased array antenna of the synthetic aperture radar device based on this movement information, and set the bias phase shift amount of the phased array antenna based on the propagation distance of the test signal from the test signal generator to the phased array antenna Do.

特開２００７−１０１２６０号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-101260

しかし、特許文献１に記載の技術は、地形などの大規模な領域を走査するものであり、室内における所有物や服飾品などを対象物として小規模な領域を走査するものではない。
また、大規模な領域を走査するための合成開口レーダの技術を、小規模な領域にそのまま適用させると、アンテナビームを複数回数にわたって往復走査する必要があり、走査時間およびアンテナサイズが増大し、かつ、ビーム制御が必要となってコストを増加させることになる。 However, the technology described in Patent Document 1 scans a large area such as topography, and does not scan a small area as an object, such as a property or a piece of clothing in a room.
Also, if synthetic aperture radar technology for scanning a large area is applied as it is to a small area, it is necessary to scan the antenna beam back and forth several times, increasing the scanning time and antenna size, In addition, the beam control is required and the cost is increased.

本発明は、合成開口レーダ方式により小規模な領域内に存在する対象物の形状を計測することを目的とする。   An object of the present invention is to measure the shape of an object present in a small area by a synthetic aperture radar system.

上述した課題を解決するため、本発明は、対象物の移動方向と交差する方向に直線上に並べて配置された複数の送信アンテナと１つの受信アンテナとを有し、前記複数の送信アンテナ及び前記受信アンテナを保持する基部に対して、前記受信アンテナの位置を前記交差する方向に移動させ、前記複数の送信アンテナから順次選択した送信アンテナにより前記対象物にマイクロ波を送信し、前記受信アンテナが受信した該マイクロ波の反射波に応じた信号を合成開口レーダ方式で前記対象物の形状を計測する装置に出力する送受信装置を、第１の態様として提供する。 In order to solve the problems described above, the present invention has a plurality of transmit antennas and a single receive antenna arranged in a straight line in a direction intersecting the moving direction of the object, and the plurality of transmit antennas and the above relative to the base for holding the receiving antenna, the position of the previous SL receiving antenna is moved in the intersecting direction, the microwaves transmitted to the object by the transmission antennas are sequentially selected from the plurality of transmitting antennas, the receiving According to a first aspect of the present invention, there is provided a transmitting / receiving apparatus for outputting a signal corresponding to a reflected wave of the microwave received by an antenna to an apparatus for measuring the shape of the object by a synthetic aperture radar method.

第１の態様の送受信装置によれば、合成開口レーダ方式により小規模な領域内を移動する対象物の形状を計測することができ、かつ、送信アンテナを移動させなくても、順次選択する方向に送信アンテナの位置を変化させることができる。 According to the transmitting and receiving apparatus of the first aspect, it is possible to measure the shape of an object moving in a small scale area by the synthetic aperture radar method, and to sequentially select directions without moving the transmitting antenna. The position of the transmitting antenna can be changed.

また、本発明は、１つの送信アンテナと対象物の移動方向と交差する方向に直線上に並べて配置された複数の受信アンテナとを有し、前記送信アンテナ及び前記複数の受信アンテナを保持する基部に対して、前記送信アンテナの位置を前記交差する方向に移動させ、前記送信アンテナにより前記対象物にマイクロ波を送信し、前記複数の受信アンテナのうち順次選択される受信アンテナが受信した該マイクロ波の反射波に応じた信号を合成開口レーダ方式で前記対象物の形状を計測する装置に出力する送受信装置を、第２の態様として提供する。 Further, the present invention has a transmitting antenna and a plurality of receiving antennas arranged on a straight line in a direction crossing the moving direction of the object, and a base for holding the transmitting antenna and the plurality of receiving antennas. respect, the position of the transmission antenna is moved in the intersecting direction, and transmits the microwave to said object by said transmitting antenna, receiving antenna is sequentially selected among the plurality of receiving antennas receives the According to a second aspect of the present invention, there is provided a transmitting / receiving apparatus for outputting a signal corresponding to a microwave reflected wave to an apparatus for measuring the shape of the object by a synthetic aperture radar method.

第２の態様の送受信装置によれば、合成開口レーダ方式により小規模な領域内を移動する対象物の形状を計測することができ、かつ、受信アンテナを移動させなくても、順次選択する方向に受信アンテナの位置を変化させることができる。 According to the transmitting / receiving apparatus of the second aspect, it is possible to measure the shape of an object moving in a small scale area by the synthetic aperture radar method, and to sequentially select directions without moving the receiving antenna. The position of the receiving antenna can be changed.

また、本発明は、上述の送受信装置と、前記送受信装置が備える前記受信アンテナから前記マイクロ波に応じた信号を取得して前記対象物の形状を計測する計測装置と、を備えるレーダ計測システムを、第３の態様として提供する。 Further, the present invention provides a radar measurement system comprising: the transmission / reception device described above; and a measurement device that acquires a signal according to the microwave from the reception antenna of the transmission / reception device and measures the shape of the object. , Provided as a third aspect.

第３の態様のレーダ計測システムによれば、合成開口レーダ方式により小規模な領域内を移動する対象物の形状を計測することができる。 According to the radar measurement system of the third aspect, it is possible to measure the shape of an object moving in a small scale area by the synthetic aperture radar method.

本発明の一実施形態に係るレーダ計測システム９の主要構成を示す図。The figure which shows the main structures of the radar measurement system 9 which concerns on one Embodiment of this invention. 送受信装置１の構成および動作を示す図。FIG. 2 shows the configuration and operation of the transmission / reception device 1; 送受信装置１の機能的構成を示す図。FIG. 2 shows a functional configuration of the transmission / reception device 1; 変形例に係る送受信装置１ａの構成および動作を示す図。The figure which shows the structure and operation | movement of the transmission / reception apparatus 1a which concern on a modification. 変形例に係る送受信装置１ｂの構成を示す図。The figure which shows the structure of the transmission / reception apparatus 1b which concerns on a modification.

１．実施形態
１−１．レーダ計測システムの全体構成
以下、本発明の一実施形態に係るレーダ計測システム９を説明する。図において、レーダ計測システム９の各構成が配置される空間をｘｙｚ右手系座標空間として表す。図に示す座標記号のうち、円の中に点を描いた記号は、紙面奥側から手前側に向かう矢印を表す。空間においてｘ軸に沿う方向をｘ軸方向という。また、ｘ軸方向のうち、ｘ成分が増加する方向を＋ｘ方向といい、ｘ成分が減少する方向を−ｘ方向という。ｙ、ｚ成分についても、上記の定義に沿ってｙ軸方向、＋ｙ方向、−ｙ方向、ｚ軸方向、＋ｚ方向、−ｚ方向を定義する。 1. Embodiment 1-1. Overall Configuration of Radar Measurement System Hereinafter, a radar measurement system 9 according to an embodiment of the present invention will be described. In the drawing, a space in which each component of the radar measurement system 9 is disposed is represented as an xyz right-handed coordinate space. Among the coordinate symbols shown in the figure, a symbol drawn in a circle represents an arrow from the back side to the front side of the drawing. A direction along the x-axis in space is referred to as an x-axis direction. Further, in the x-axis direction, the direction in which the x component increases is referred to as the + x direction, and the direction in which the x component decreases is referred to as the −x direction. The y-axis direction, the + y-direction, the −y-direction, the z-axis direction, the + z-direction, and the −z-direction are also defined for the y and z components in accordance with the above definition.

図１は、本発明の一実施形態に係るレーダ計測システム９の主要構成を示す図である。レーダ計測システム９は、送受信装置１を有するほか、図１に示す例では、計測装置２を有する。送受信装置１と計測装置２とは、信号を遣り取りするためのケーブル３で接続されている。   FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a radar measurement system 9 according to an embodiment of the present invention. The radar measurement system 9 includes the transmission / reception device 1 and the measurement device 2 in the example illustrated in FIG. The transmission / reception device 1 and the measurement device 2 are connected by a cable 3 for exchanging signals.

図２は、送受信装置１の構成および動作を示す図である。また、図３は、送受信装置１の機能的構成を示す図である。送受信装置１は、基部１３と、アーム１０と、アンテナ１２とを有する。また、送受信装置１は、図２および図３で示すように、移動部１４、スイッチ群１５、および制御部１１を有する。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration and operation of the transmission / reception device 1. FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration of the transmission / reception device 1. The transmission / reception device 1 has a base 13, an arm 10, and an antenna 12. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the transmission / reception device 1 includes a moving unit 14, a switch group 15, and a control unit 11.

基部１３は、アーム１０、およびこのアーム１０に取り付けられた複数のアンテナ１２を保持する。また基部１３は、内部に制御部１１や移動部１４などを収容する。基部１３の上方向、すなわち、＋ｚ方向には、基部１３の長手方向であるｙ軸方向に伸びる長穴１３０が設けられており、この長穴１３０から上方向に向けてアーム１０が突出している。アーム１０には、複数のアンテナ１２がｚ軸方向に沿った配列方向Ｄ２に並んで設けられている。図１および図２に示す例において、アーム１０には、９個のアンテナ１２が配列方向Ｄ２に配列している。アーム１０において、これらのアンテナ１２は、いずれも＋ｘ方向を向いている。   The base 13 holds an arm 10 and a plurality of antennas 12 attached to the arm 10. Moreover, the base 13 accommodates the control part 11, the movement part 14, etc. in an inside. An elongated hole 130 extending in the y-axis direction that is the longitudinal direction of the base portion 13 is provided in the upward direction of the base portion 13, that is, in the + z direction, and the arm 10 protrudes upward from the elongated hole 130. . The arm 10 is provided with a plurality of antennas 12 arranged in the arrangement direction D2 along the z-axis direction. In the example shown in FIGS. 1 and 2, nine antennas 12 are arranged in the arrangement direction D2 in the arm 10. In the arm 10, these antennas 12 are all directed in the + x direction.

複数のアンテナ１２には、それぞれ１つずつ送信アンテナ１２１および受信アンテナ１２２が設けられている。各アンテナ１２の中において、送信アンテナ１２１と受信アンテナ１２２とは決められた位置にそれぞれ固定されている。そのため、アーム１０が移動するときにおいても、送信アンテナ１２１および受信アンテナ１２２は、決められた位置関係を維持する。   Each of the plurality of antennas 12 is provided with one transmission antenna 121 and one reception antenna 122. In each antenna 12, the transmitting antenna 121 and the receiving antenna 122 are fixed at predetermined positions. Therefore, even when the arm 10 moves, the transmitting antenna 121 and the receiving antenna 122 maintain the determined positional relationship.

送信アンテナ１２１は、制御部１１の制御の下、基部１３の＋ｘ方向の領域に静止状態で存在する対象物に対して、マイクロ波を送信する。受信アンテナ１２２は、制御部１１の制御の下、送信アンテナ１２１から送信され対象物に反射したマイクロ波（反射マイクロ波という）を受信する。また、受信アンテナ１２２は反射マイクロ波を受信すると、制御部１１の制御の下、この反射マイクロ波に応じた信号を計測装置２に出力する。   The transmission antenna 121 transmits microwaves to an object present in a stationary state in the + x direction area of the base 13 under the control of the control unit 11. The reception antenna 122 receives the microwave (referred to as a reflection microwave) transmitted from the transmission antenna 121 and reflected on the object under the control of the control unit 11. Also, when receiving the reflected microwave, the receiving antenna 122 outputs a signal corresponding to the reflected microwave to the measuring device 2 under the control of the control unit 11.

アーム１０は、下方、すなわち、−ｚ方向の端部を移動部１４に支持されている。移動部１４は、図２に示すように、例えば、基部１３の内部においてｘ軸方向に沿った軸を有し、ｙ軸方向に並べられた２つのロールと、これら２つのロールに架け渡されたベルトとを有する。また、移動部１４は、モータなどの動力源を有する（いずれも図示せず）。なお、ベルトはチェーンであってもよいし、他の部材であってもよい。   The arm 10 is supported by the moving unit 14 at the lower end, that is, the end in the −z direction. As shown in FIG. 2, the moving unit 14 has, for example, an axis along the x-axis direction inside the base portion 13, and two rolls arranged in the y-axis direction and the two rolls. Belt. In addition, the moving unit 14 has a power source such as a motor (all not shown). The belt may be a chain or another member.

モータなどの動力を受けて、２つのロールの少なくとも一方が軸を中心にして回転すると、ｙ軸方向に架け渡されたベルトが周回する。ベルトが周回すると、このベルトに支持されたアーム１０がｙ軸方向に沿った移動方向Ｄ１に並進移動する。   When at least one of the two rolls rotates about an axis under the power of a motor or the like, a belt stretched in the y-axis direction revolves. When the belt revolves, an arm 10 supported by the belt translates in a moving direction D1 along the y-axis direction.

図３に示すスイッチ群１５は、アーム１０に配置された複数のアンテナ１２にそれぞれ電力を供給するスイッチを有する。スイッチ群１５は、或る瞬間において複数のアンテナ１２のうち、１つのみに電力が供給されるように、制御部１１によって制御される。すなわち、スイッチ群１５が有する複数のスイッチのうち、同時に２つ以上が閉（オン状態）になることはない。   The switch group 15 illustrated in FIG. 3 includes switches that supply power to the plurality of antennas 12 disposed on the arm 10. The switch group 15 is controlled by the control unit 11 so that power is supplied to only one of the plurality of antennas 12 at a certain moment. That is, two or more of the plurality of switches included in the switch group 15 are not closed (ON state) at the same time.

制御部１１は、送受信装置１の各部の動作を制御する手段である。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置を備え、これら記憶装置に記憶されたプログラムを実行する。   The control unit 11 is a unit that controls the operation of each unit of the transmission / reception device 1. The control unit 11 includes an arithmetic processing device such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage device such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and executes a program stored in these storage devices.

また、制御部１１は、上述のプログラムを実行することにより、移動制御部１１１、選択部１１２、および出力部１１３として機能する。   In addition, the control unit 11 functions as a movement control unit 111, a selection unit 112, and an output unit 113 by executing the above-described program.

移動制御部１１１は、決められたタイミングでアーム１０が基部１３上の所定の位置を通過するように制御信号を送って移動部１４を制御する。移動制御部１１１が移動部１４を制御することにより、移動部１４は、基部１３に対して、送信アンテナ１２１と受信アンテナ１２２の両方の位置を、互いの位置関係を維持しながら移動させる。すなわち、移動部１４は、本発明における移動手段の一例である。   The movement control unit 111 sends a control signal to control the moving unit 14 so that the arm 10 passes a predetermined position on the base 13 at a determined timing. The movement control unit 111 controls the movement unit 14 so that the movement unit 14 moves the positions of both the transmitting antenna 121 and the receiving antenna 122 with respect to the base 13 while maintaining the positional relationship with each other. That is, the moving unit 14 is an example of a moving unit in the present invention.

選択部１１２は、移動制御部１１１と連動して、スイッチ群１５に制御信号を送り、複数のアンテナ１２のうち１つのアンテナ１２を配列方向Ｄ２に沿って順次選択する。選択部１１２により選択されたアンテナ１２には電力が供給され、このアンテナ１２に含まれる送信アンテナ１２１および受信アンテナ１２２は機能する。すなわち、選択されたアンテナ１２に含まれる送信アンテナ１２１は、対象物に向けてマイクロ波を送信する。そして、選択されたアンテナ１２に含まれる受信アンテナ１２２は、対象物に反射した反射マイクロ波を受信して、この反射マイクロ波に応じた信号を制御部１１に送る。   The selection unit 112 transmits a control signal to the switch group 15 in conjunction with the movement control unit 111, and sequentially selects one of the plurality of antennas 12 along the arrangement direction D2. Power is supplied to the antenna 12 selected by the selection unit 112, and the transmitting antenna 121 and the receiving antenna 122 included in the antenna 12 function. That is, the transmission antenna 121 included in the selected antenna 12 transmits a microwave toward the object. Then, the receiving antenna 122 included in the selected antenna 12 receives the reflected microwaves reflected by the object, and sends a signal corresponding to the reflected microwaves to the control unit 11.

出力部１１３は、受信アンテナ１２２から送られた信号を、ケーブル３を介して接続された計測装置２に出力する。計測装置２は、出力部１１３によって決められた期間にわたって出力された信号をそれぞれ取得して、これらの信号が示す反射マイクロ波の強度、およびこれらの反射マイクロ波を反射したときのアンテナ１２の各位置などを用いて合成開口レーダ方式により、対象物においてマイクロ波が反射した点の位置をそれぞれ特定し、特定した点を組み合わせることにより、この対象物の形状を計測する。   The output unit 113 outputs the signal sent from the receiving antenna 122 to the measuring device 2 connected via the cable 3. The measuring device 2 acquires each of the signals output over the period determined by the output unit 113, and the intensity of the reflected microwaves indicated by these signals and each of the antennas 12 when the reflected microwaves are reflected. The position of the point where the microwave is reflected in the object is specified by the synthetic aperture radar method using the position etc., and the shape of the object is measured by combining the specified points.

この構成により、送受信装置１は、配列方向Ｄ２（ｚ軸方向）に沿ってアンテナ１２を順次選択し、移動方向Ｄ１（ｙ軸方向）に沿ってアンテナ１２が取り付けられたアーム１０を並進移動させるので、移動方向Ｄ１と配列方向Ｄ２とを組み合わせることにより、アンテナ１２の軌道または移動経路または移動経路は図２に示す範囲Ａを網羅する。   According to this configuration, the transmission / reception device 1 sequentially selects the antenna 12 along the arrangement direction D2 (z-axis direction), and translates the arm 10 attached with the antenna 12 along the movement direction D1 (y-axis direction). Therefore, by combining the movement direction D1 and the arrangement direction D2, the trajectory or movement path or movement path of the antenna 12 covers the range A shown in FIG.

したがって、アンテナ１２の切り替え速度およびアーム１０の移動速度を調節することにより、送受信装置１は、図２に示すｙｚ平面上の範囲Ａから＋ｘ方向に向かう空間を走査することができる。そして、少なくとも配列方向Ｄ２については、送信アンテナと受信アンテナの組を電気的に切り替えることにより走査を行うため、走査時間が短縮される。つまり、レーダ計測システム９は、合成開口レーダ方式により上記の空間のような小規模な領域内に存在する対象物の形状を計測することができる。   Therefore, by adjusting the switching speed of the antenna 12 and the moving speed of the arm 10, the transmitting and receiving apparatus 1 can scan the space from the range A on the yz plane shown in FIG. 2 toward the + x direction. Then, at least in the arrangement direction D2, the scan is performed by electrically switching the set of the transmitting antenna and the receiving antenna, so the scanning time is shortened. That is, the radar measurement system 9 can measure the shape of an object present in a small area such as the above space by the synthetic aperture radar method.

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.

２．変形例
以上が実施形態の説明であるが、この実施形態の内容は以下のように変形し得る。また、以下の変形例を組み合わせてもよい。 2. Although the embodiment has been described above, the contents of this embodiment can be modified as follows. Also, the following modifications may be combined.

２−１．変形例１
上述した実施形態において、アーム１０のｚ軸方向に沿った配列方向Ｄ２に配列された複数のアンテナ１２が順次選択され、かつ、アーム１０がｙ軸方向に沿った移動方向Ｄ１に並進移動させられることにより、送受信装置１は、図２に示すｙｚ平面上の範囲Ａから＋ｘ方向に向かう空間を走査していたが、送受信装置１が走査し得る範囲はこれに限られない。 2-1. Modification 1
In the embodiment described above, the plurality of antennas 12 arranged in the arrangement direction D2 along the z-axis direction of the arm 10 is sequentially selected, and the arm 10 is translated in the movement direction D1 along the y-axis direction Accordingly, although the transmitting and receiving apparatus 1 scans the space from the range A on the yz plane in the + x direction illustrated in FIG. 2, the range in which the transmitting and receiving apparatus 1 can scan is not limited to this.

図４は、この変形例に係る送受信装置１ａの構成および動作を示す図である。送受信装置１ａは、送信アンテナ１２１ａおよび受信アンテナ１２２ａをそれぞれ含む複数のアンテナ１２ａ、この複数のアンテナ１２ａが取り付けられたアーム１０ａ、このアーム１０ａを回転運動させる移動部１４ａ、および移動部１４ａを収容する基部１３ａを有する。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration and operation of the transmitting and receiving apparatus 1a according to this modification. The transmission / reception device 1a accommodates a plurality of antennas 12a each including a transmission antenna 121a and a reception antenna 122a, an arm 10a to which the plurality of antennas 12a are attached, a moving unit 14a that rotates the arm 10a, and a moving unit 14a. It has a base 13a.

アーム１０ａは、軸Ｏによって図４に示す回転方向Ｄ３に回転可能な状態で支えられている。移動部１４ａは、アーム１０ａに動力を伝える。移動部１４ａは、図示しない制御部１１ａにより制御され、決められたタイミングで基部１３ａ上の所定の位置を通過するようにアーム１０ａを回転運動させる。   The arm 10a is supported by the shaft O so as to be rotatable in the rotation direction D3 shown in FIG. The moving unit 14a transmits power to the arm 10a. The moving unit 14a is controlled by the control unit 11a (not shown), and rotates the arm 10a so as to pass a predetermined position on the base 13a at a determined timing.

また、アーム１０ａには、配列方向Ｄ４に沿って複数のアンテナ１２ａが配列されており、図示しない制御部１１ａにより、これらのうち１つのアンテナ１２ａが配列方向Ｄ４に沿って順次選択され機能する。配列方向Ｄ４は、軸Ｏを中心としてｙｚ平面を放射状に伸びる方向であるから、回転方向Ｄ３と組み合わせることにより、アンテナ１２ａの軌道または移動経路は図４に示す範囲Ｂを網羅する。選択されたアンテナ１２ａに含まれる送信アンテナ１２１ａからはマイクロ波が送信され、対象物に反射した反射マイクロ波は、選択されたアンテナ１２ａに含まれる受信アンテナ１２２ａにより受信される。   In addition, a plurality of antennas 12a are arranged on the arm 10a along the arrangement direction D4, and one of the antennas 12a is sequentially selected and functions along the arrangement direction D4 by the control unit 11a (not shown). Since the arrangement direction D4 is a direction in which the yz plane extends radially about the axis O, the orbit or movement path of the antenna 12a covers the range B shown in FIG. 4 by combining with the rotation direction D3. A microwave is transmitted from the transmitting antenna 121a included in the selected antenna 12a, and a reflected microwave reflected by the object is received by the receiving antenna 122a included in the selected antenna 12a.

したがって、アンテナ１２ａの切り替え速度およびアーム１０ａの回転速度を調節することにより、送受信装置１ａは、図４に示すｙｚ平面上の範囲Ｂから＋ｘ方向に向かう空間を走査することができる。   Therefore, by adjusting the switching speed of the antenna 12a and the rotation speed of the arm 10a, the transmitting and receiving apparatus 1a can scan the space from the range B on the yz plane shown in FIG. 4 toward the + x direction.

２−２．変形例２
上述した実施形態において、移動部１４は、基部１３に対して、送信アンテナ１２１と受信アンテナ１２２の両方の位置を、互いの位置関係を維持しながら移動させていたが、基部１３に対して、送信アンテナ１２１と受信アンテナ１２２の少なくとも一方の位置を移動させればよい。 2-2. Modification 2
In the embodiment described above, the moving unit 14 moves the positions of both the transmitting antenna 121 and the receiving antenna 122 with respect to the base 13 while maintaining the positional relationship with each other. It is only necessary to move the position of at least one of the transmission antenna 121 and the reception antenna 122.

２−３．変形例３
上述した実施形態において、アーム１０は、複数のアンテナ１２を有しており、各アンテナ１２は、それぞれ１組の送信アンテナ１２１と受信アンテナ１２２とを有していたが、複数のアンテナ１２は、１つずつ送信アンテナ１２１のみを有していてもよい。この場合、これら複数の送信アンテナ１２１のうち順次選択される１の送信アンテナ１２１が対象物に向けてマイクロ波を送信し、例えばアーム１０に取り付けられた１つの受信アンテナ１２２が、この送信アンテナ１２１から送信され対象物に反射した反射マイクロ波を受信すればよい。 2-3. Modification 3
In the embodiment described above, the arm 10 has a plurality of antennas 12, and each antenna 12 has a pair of transmitting antenna 121 and receiving antenna 122, but the plurality of antennas 12 are Only one transmission antenna 121 may be provided one by one. In this case, one transmitting antenna 121 sequentially selected among the plurality of transmitting antennas 121 transmits microwaves toward the object, and one receiving antenna 122 attached to the arm 10 transmits the microwaves, for example. It is only necessary to receive the reflected microwaves transmitted from and reflected by the object.

２−４．変形例４
また、複数のアンテナ１２は、１つずつ受信アンテナ１２２のみを有していてもよい。この場合、例えばアーム１０に取り付けられた１つの送信アンテナ１２１が、対象物に向けてマイクロ波を送信し、これら複数の受信アンテナ１２２のうち順次選択される１の受信アンテナ１２２がマイクロ波を受信すればよい。 2-4. Modification 4
The plurality of antennas 12 may have only one receiving antenna 122 one by one. In this case, for example, one transmitting antenna 121 attached to the arm 10 transmits the microwave toward the object, and one receiving antenna 122 sequentially selected among the plurality of receiving antennas 122 receives the microwave. do it.

２−５．変形例５
上述した実施形態において、送信アンテナ１２１は、基部１３の＋ｘ方向の領域に静止状態で存在する対象物に対して、マイクロ波を送信していたが、対象物は移動していてもよい。例えば、対象物は、ベルトコンベアなどに載せられて決められた方向（例えばｙ軸方向）に移動してもよい。この場合、移動部１４は、送信アンテナ１２１と受信アンテナ１２２の少なくとも一方を、この対象物の移動方向と交差する方向、例えば、ｚ軸方向などに移動させればよい。 2-5. Modification 5
In the embodiment described above, the transmitting antenna 121 transmits microwaves to an object present in a stationary state in the + x direction area of the base 13, but the object may move. For example, the object may be placed on a belt conveyor or the like and moved in a determined direction (for example, the y-axis direction). In this case, the moving unit 14 may move at least one of the transmitting antenna 121 and the receiving antenna 122 in a direction intersecting the moving direction of the object, for example, in the z-axis direction.

２−６．変形例６
上述した実施形態において、アーム１０には、複数のアンテナ１２がｚ軸方向に沿った配列方向Ｄ２に並んで設けられていたが、複数のアンテナは、ｚ軸方向だけでなく、ｚ軸方向に直交するｙ軸方向にも並んで設けられていてもよい。すなわち、複数のアンテナは、ｙｚ平面上に固定配置されていてもよい。 2-6. Modification 6
In the embodiment described above, the plurality of antennas 12 are provided side by side in the arrangement direction D2 along the z-axis direction in the arm 10, but the plurality of antennas are not only in the z-axis direction but also in the z-axis direction They may be provided side by side in the orthogonal y-axis direction. That is, the plurality of antennas may be fixedly arranged on the yz plane.

図５は、この変形例に係る送受信装置１ｂの構成を示す図である。図５に示す複数のアンテナ１２ｂは、ｚ軸方向に９行、ｙ軸方向に８列、計７２個がｚｙ平面上に沿って配置されたアーム１０ｂの面上に格子状に固定配置されている。各アンテナ１２ｂは、図示しない制御部の制御により、ｚ軸方向およびｙ軸方向のいずれか一方を主走査方向として、他方を副走査方向として、順次選択される。選択されたアンテナ１２ｂによるマイクロ波の送受信の位置は、走査が一巡することにより図５に示す範囲Ｃを網羅する。   FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a transmitting and receiving apparatus 1b according to this modification. The plurality of antennas 12b shown in FIG. 5 are fixedly arranged in a lattice pattern on the surface of the arm 10b in which nine rows in the z-axis direction and eight columns in the y-axis direction are arranged along the zy plane. There is. Each of the antennas 12b is sequentially selected by the control of a control unit (not shown) such that one of the z-axis direction and the y-axis direction is the main scanning direction and the other is the sub-scanning direction. The position of transmission and reception of microwaves by the selected antenna 12b covers the range C shown in FIG. 5 by one round of scanning.

各アンテナ１２ｂは、送信アンテナ１２１ｂと受信アンテナ１２２ｂとを有する。したがって、アーム１０ｂは、面上に固定配置され各々がマイクロ波を送信する複数の送信アンテナ１２１ｂと、面上に固定配置され各々がマイクロ波を受信する複数の受信アンテナ１２２ｂとを備える。   Each antenna 12b has a transmitting antenna 121b and a receiving antenna 122b. Accordingly, the arm 10b includes a plurality of transmitting antennas 121b fixedly disposed on the surface and transmitting microwaves, and a plurality of receiving antennas 122b fixedly disposed on the surface and receiving microwaves.

この場合、複数の受信アンテナ１２２ｂから順次選択される１の受信アンテナ１２２ｂは、複数の送信アンテナ１２１ｂから順次選択される１の送信アンテナ１２１ｂから送信され対象物に反射したマイクロ波を受信する。そして、このマイクロ波を受信した受信アンテナ１２２ｂは、合成開口レーダ方式によりこのマイクロ波に応じた信号を対象物の形状を計測する装置に出力すればよい。   In this case, one receiving antenna 122b sequentially selected from the plurality of receiving antennas 122b receives the microwaves transmitted from the one transmitting antenna 121b sequentially selected from the plurality of transmitting antennas 121b and reflected on the object. Then, the receiving antenna 122b that has received the microwave may output a signal corresponding to the microwave to a device that measures the shape of the object by a synthetic aperture radar method.

２−７．変形例７
上述した変形例６において、アーム１０ｂは、複数のアンテナ１２ｂを有しており、各アンテナ１２ｂは、それぞれ１組の送信アンテナ１２１ｂと受信アンテナ１２２ｂとを有していたが、複数のアンテナ１２ｂは、１つずつ送信アンテナ１２１ｂのみを有していてもよい。この場合、これら複数の送信アンテナ１２１ｂのうち順次選択される１の送信アンテナ１２１ｂが対象物に向けてマイクロ波を送信し、例えばアーム１０ｂに取り付けられた１つの受信アンテナ１２２ｂが、この送信アンテナ１２１ｂから送信され対象物に反射した反射マイクロ波を受信すればよい。 2-7. Modification 7
In the modified example 6 described above, the arm 10b has a plurality of antennas 12b, and each antenna 12b has one set of a transmitting antenna 121b and a receiving antenna 122b, but the plurality of antennas 12b You may have only one transmission antenna 121b one by one. In this case, one transmission antenna 121b sequentially selected among the plurality of transmission antennas 121b transmits the microwave toward the object, and for example, one reception antenna 122b attached to the arm 10b is the transmission antenna 121b. It is only necessary to receive the reflected microwaves transmitted from and reflected by the object.

２−８．変形例８
また、上述した変形例６において、複数のアンテナ１２ｂは、１つずつ受信アンテナ１２２ｂのみを有していてもよい。この場合、例えばアーム１０ｂに取り付けられた１つの送信アンテナ１２１ｂが、対象物に向けてマイクロ波を送信し、これら複数の受信アンテナ１２２ｂのうち順次選択される１の受信アンテナ１２２がマイクロ波を受信すればよい。 2-8. Modification 8
Moreover, in the modification 6 mentioned above, the several antenna 12b may have only the receiving antenna 122b 1 each. In this case, for example, one transmitting antenna 121b attached to the arm 10b transmits the microwave toward the object, and one receiving antenna 122 sequentially selected among the plurality of receiving antennas 122b receives the microwave do it.

２−９．変形例９
上述した変形例７および変形例８において、対象物は移動していてもよい。例えば、対象物は、ベルトコンベアなどに載せられてｙ軸方向に移動してもよい。この場合、送信アンテナ１２１ｂまたは受信アンテナ１２２ｂを１つずつ有する複数のアンテナ１２ｂは、この対象物の移動方向と交差する方向、例えば、ｚ軸方向などに並べて配置されていればよい。 2-9. Modification 9
In Modification 7 and Modification 8 described above, the object may be moving. For example, the object may be placed on a belt conveyor or the like and moved in the y-axis direction. In this case, the plurality of antennas 12b each having the transmitting antenna 121b or the receiving antenna 122b may be arranged in a direction intersecting the moving direction of the object, for example, in the z-axis direction.

１…送受信装置、１０…アーム、１１…制御部、１１１…移動制御部、１１２…選択部、１１３…出力部、１２…アンテナ、１２１…送信アンテナ、１２２…受信アンテナ、１３…基部、１３０…長穴、１４…移動部、１５…スイッチ群、２…計測装置、３…ケーブル、９…レーダ計測システム、Ａ…範囲、Ｂ…範囲、Ｃ…範囲、Ｄ１…移動方向、Ｄ２…配列方向、Ｄ３…回転方向、Ｄ４…配列方向、Ｏ…軸。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmission / reception apparatus, 10 ... Arm, 11 ... Control part, 111 ... Movement control part, 112 ... Selection part, 113 ... Output part, 12 ... Antenna, 121 ... Transmission antenna, 122 ... Reception antenna, 13 ... Base, 130 ... Elongated hole, 14 ... moving part, 15 ... switch group, 2 ... measuring device, 3 ... cable, 9 ... radar measuring system, A ... range, B ... range, C ... range, D1 ... moving direction, D2 ... array direction, D3 ... rotational direction, D4 ... array direction, O ... axis.

Claims (3)

対象物の移動方向と交差する方向に直線上に並べて配置された複数の送信アンテナと１つの受信アンテナとを有し、前記複数の送信アンテナ及び前記受信アンテナを保持する基部に対して、前記受信アンテナの位置を前記交差する方向に移動させ、前記複数の送信アンテナから順次選択した送信アンテナにより前記対象物にマイクロ波を送信し、前記受信アンテナが受信した該マイクロ波の反射波に応じた信号を合成開口レーダ方式で前記対象物の形状を計測する装置に出力する送受信装置。 And a plurality of transmitting antennas and one receiving antenna, which are arranged on a straight line in a direction crossing the moving direction of the object, relative to the base for holding the plurality of transmitting antennas and the receiving antennas, before Symbol the position of the receiving antenna is moved in the intersecting direction, the microwaves transmitted to the object by sequentially selected transmission antennas from the plurality of transmitting antennas, corresponding to the reflected wave of the microwave the receiving antenna receives A transmission / reception device that outputs the obtained signal to a device that measures the shape of the object by a synthetic aperture radar system. １つの送信アンテナと対象物の移動方向と交差する方向に直線上に並べて配置された複数の受信アンテナとを有し、前記送信アンテナ及び前記複数の受信アンテナを保持する基部に対して、前記送信アンテナの位置を前記交差する方向に移動させ、前記送信アンテナにより前記対象物にマイクロ波を送信し、前記複数の受信アンテナのうち順次選択される受信アンテナが受信した該マイクロ波の反射波に応じた信号を合成開口レーダ方式で前記対象物の形状を計測する装置に出力する送受信装置。 A transmitting antenna and a plurality of receiving antennas arranged in a straight line in a direction crossing the moving direction of the object, and transmitting the transmitting antenna and the base holding the plurality of receiving antennas ; the position of the antenna is moved in the intersecting direction, wherein the transmitting antenna transmits a microwave to the object, the reflected wave sequentially the microwave receiving antenna receives selected among the plurality of receiving antennas A transmitting / receiving apparatus for outputting a signal corresponding to the apparatus for measuring the shape of the object by a synthetic aperture radar method. 請求項１又は２に記載の送受信装置と、
前記送受信装置が備える前記受信アンテナから前記マイクロ波に応じた信号を取得して前記対象物の形状を計測する計測装置と、を備えることを特徴とするレーダ計測システム。 The transmission / reception device according to claim 1 or 2 ,
And a measuring device for measuring a shape of the object by acquiring a signal corresponding to the microwave from the receiving antenna included in the transmitting and receiving device.
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