図面 (/)

技術 電子機器及びイメージング方法

出願人 株式会社東芝
発明者 朱旭森浩樹
出願日 2018年11月15日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2018-214769
公開日 2020年6月4日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-085461
状態 未査定
技術分野 アンテナの支持 可変指向性アンテナ、アンテナ配列 レーダ方式及びその細部
主要キーワード 格子交点 Y座標 伝搬位相差 X座標 海上監視 アレイ間隔 収集モード サブアレイアンテナ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年6月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (18)

課題

少ないアンテナ素子からなるアレイアンテナを用いて対象物の画像を生成することができる電子機器及びイメージング方法を提供すること。

解決手段

実施形態による電子機器は、二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子と、いずれかのアンテナ素子より送信され対象物で反射された電波をいずれかのアンテナ素子により受信して得られる信号を取得する処理部と、を備える。複数のアンテナ素子の配置位置は、二次元領域上の第1領域内で、略半波長のm倍、n倍(mとnとは2以上の正の整数であり、互いに素である)の第1、第2間隔だけ第1方向に離れて位置する複数の第1、第2位置と、二次元領域上の第2領域内で、略半波長のp倍、q倍(pとqとは2以上の正の整数であり、互いに素である)の第3、第4間隔だけ第1方向と直交する第2方向に離れて位置する複数の第3、第4位置と、を少なくとも含む。

概要

背景

電波、例えばミリ波を用いて対象物を調べる電子機器がある。この機器は複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナを備え、対象物の画像を再構成することができる。このようなアレイアンテナでは、アンテナ素子は略半波長の間隔で配置される。ミリ波を用いる場合、アンテナ素子の間隔は数ミリメートル(例えば、2ミリメートル以下)である。この場合、隣り合うアンテナ素子間干渉により画像の質が低下する可能性がある。干渉の影響は、特に、MIMO(Multiple Input Multiple Output)方式の送受信を行う場合、問題になる。ミリ波を用いる場合、アンテナ素子間隔が狭いので、多数のアンテナ素子が必要であり、送信/受信時間が長いとともに、受信信号のデータ量が多く、演算時間も長い。

概要

少ないアンテナ素子からなるアレイアンテナを用いて対象物の画像を生成することができる電子機器及びイメージング方法を提供すること。 実施形態による電子機器は、二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子と、いずれかのアンテナ素子より送信され対象物で反射された電波をいずれかのアンテナ素子により受信して得られる信号を取得する処理部と、を備える。複数のアンテナ素子の配置位置は、二次元領域上の第1領域内で、略半波長のm倍、n倍(mとnとは2以上の正の整数であり、互いに素である)の第1、第2間隔だけ第1方向に離れて位置する複数の第1、第2位置と、二次元領域上の第2領域内で、略半波長のp倍、q倍(pとqとは2以上の正の整数であり、互いに素である)の第3、第4間隔だけ第1方向と直交する第2方向に離れて位置する複数の第3、第4位置と、を少なくとも含む。

目的

本発明の目的は、少ないアンテナ素子からなるアレイアンテナを用いて対象物の画像を生成することができる電子機器及びイメージング方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

電波を用いて対象物の画像を生成するための電子機器であって、二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得する処理部と、を備え、前記複数のアンテナ素子が配置される位置は、前記二次元領域上の第1領域内で、略半波長のm(mは2以上の正の整数)倍の第1間隔だけ第1方向に離れて位置する複数の第1位置と、前記第1領域内で、略半波長のn倍(nは2以上の正の整数、ただし、mとnとは互いに素である)の第2間隔だけ前記第1方向に離れて位置する複数の第2位置と、前記二次元領域上の第2領域内で、略半波長のp(pは2以上の正の整数)倍の第3間隔だけ前記第1方向と直交する第2方向に離れて位置する複数の第3位置と、前記第2領域内で、略半波長のq倍(qは2以上の正の整数、ただし、pとqとは互いに素である)の第4間隔だけ離れて位置する複数の第4位置と、を少なくとも含む、電子機器。

請求項2

前記対象物の画像は、前記複数の第1位置に配置されたアンテナ素子で受信される第1信号、前記複数の第2位置に配置されたアンテナ素子で受信される第2信号、前記複数の第3位置に配置されたアンテナ素子で受信される第3信号、及び、前記複数の第4位置に配置されたアンテナ素子で受信される第4信号に基づいて生成される、請求項1記載の電子機器。

請求項3

電波を用いて対象物の画像を生成するための電子機器であって、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号に基づいて前記複数のアンテナ素子のうちの複数対のアンテナ素子間に位置する複数の仮想アンテナ素子受信信号を求める処理部と、を備え、前記複数の仮想アンテナ素子の位置は、二次元領域上の第1領域内で、略半波長のm(mは2以上の正の整数)倍の第1間隔だけ第1方向に離れて位置する複数の第1位置と、前記第1領域内で、略半波長のn倍(nは2以上の正の整数、ただし、mとnとは互いに素である)の第2間隔だけ前記第1方向に離れて位置する複数の第2位置と、前記二次元領域上の第2領域内で、略半波長のp(pは2以上の正の整数)倍の第3間隔だけ前記第1方向と直交する第2方向に離れて位置する複数の第3位置と、前記第2領域内で、略半波長のq倍(qは2以上の正の整数、ただし、pとqとは互いに素である)の第4間隔だけ離れて位置する複数の第4位置とを少なくとも含む、電子機器。

請求項4

前記複数の送信アンテナ素子と前記複数の受信アンテナ素子は前記二次元領域の外側に位置する請求項3記載の電子機器。

請求項5

前記対象物の画像は、前記複数の第1位置の仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第2位置の仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第3位置の仮想アンテナ素子の受信信号、及び、前記複数の第4位置の仮想アンテナ素子の受信信号に基づいて生成される、請求項3記載の電子機器。

請求項6

電波を用いて対象物の画像を生成するための電子機器であって、複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得し、取得した信号に基づいて前記複数のアンテナ素子のうちの複数対のアンテナ素子間に位置する複数の仮想アンテナ素子の受信信号を求める処理部と、を備え、前記複数のアンテナ素子及び前記複数の仮想アンテナ素子の位置は、二次元領域上の第1領域内で、略半波長のm(mは2以上の正の整数)倍の第1間隔だけ第1方向に離れて位置する複数の第1位置と、前記第1領域内で、略半波長のn倍(nは2以上の正の整数、ただし、mとnとは互いに素である)の第2間隔だけ前記第1方向に離れて位置する複数の第2位置と、前記二次元領域上の第2領域内で、略半波長のp(pは2以上の正の整数)倍の第3間隔だけ前記第1方向と直交する第2方向に離れて位置する複数の第3位置と、前記第2領域内で、略半波長のq倍(qは2以上の正の整数、ただし、pとqとは互いに素である)の第4間隔だけ離れて位置する複数の第4位置と、を少なくとも含む、電子機器。

請求項7

前記複数のアンテナ素子は前記二次元領域の行方向及び列方向に位置し、前記複数のアンテナ素子の一部は前記二次元領域の外部に位置する請求項6記載の電子機器。

請求項8

前記複数のアンテナ素子の一部は前記二次元領域の内部に位置し、前記複数のアンテナ素子の他の一部は前記二次元領域の外部に位置する請求項6記載の電子機器。

請求項9

前記複数のアンテナ素子は前記二次元領域の内部に位置する請求項6記載の電子機器。

請求項10

前記対象物の画像は、前記複数の第1位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第2位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号、前記複数の第3位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号、及び、前記複数の第4位置のアンテナ素子又は仮想アンテナ素子の受信信号に基づいて生成される、請求項6記載の電子機器。

請求項11

前記処理部は、前記取得した信号に基づいて前記複数のアンテナ素子のうちの複数対のアンテナ素子間の中点に位置する複数の仮想アンテナ素子の受信信号を求める請求項6記載の電子機器。

請求項12

電波を用いて対象物の画像を生成するためのイメージング方法であって、二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得することを備え、前記複数のアンテナ素子が配置される位置は、前記二次元領域上の第1領域内で、略半波長のm(mは2以上の正の整数)倍の第1間隔だけ第1方向に離れて位置する複数の第1位置と、前記第1領域内で、略半波長のn倍(nは2以上の正の整数、ただし、mとnとは互いに素である)の第2間隔だけ前記第1方向に離れて位置する複数の第2位置と、前記二次元領域上の第2領域内で、略半波長のp(pは2以上の正の整数)倍の第3間隔だけ前記第1方向と直交する第2方向に離れて位置する複数の第3位置と、前記第2領域内で、略半波長のq倍(qは2以上の正の整数、ただし、pとqとは互いに素である)の第4間隔だけ離れて位置する複数の第4位置と、を少なくとも含む、イメージング方法。

技術分野

0001

本発明の実施形態は電波を用いて対象物の画像を生成する電子機器及びイメージング方法に関する。

背景技術

0002

電波、例えばミリ波を用いて対象物を調べる電子機器がある。この機器は複数のアンテナ素子からなるアレイアンテナを備え、対象物の画像を再構成することができる。このようなアレイアンテナでは、アンテナ素子は略半波長の間隔で配置される。ミリ波を用いる場合、アンテナ素子の間隔は数ミリメートル(例えば、2ミリメートル以下)である。この場合、隣り合うアンテナ素子間干渉により画像の質が低下する可能性がある。干渉の影響は、特に、MIMO(Multiple Input Multiple Output)方式の送受信を行う場合、問題になる。ミリ波を用いる場合、アンテナ素子間隔が狭いので、多数のアンテナ素子が必要であり、送信/受信時間が長いとともに、受信信号のデータ量が多く、演算時間も長い。

0003

米国特許第7746266号明細書

先行技術

0004

ジェラルドディマルチーノ(Gerardo Di Martino)等著,「互いに素合成開口レータ:海上監視のための新収集モード」,Coprime Synthetic Aperture Radar (CopSAR): A New Acquisition Mode for Maritime Surveillance,IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 53, No. 6, June 2015

発明が解決しようとする課題

0005

本発明の目的は、少ないアンテナ素子からなるアレイアンテナを用いて対象物の画像を生成することができる電子機器及びイメージング方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

実施形態による電子機器は、電波を用いて対象物の画像を生成する。電子機器は、二次元領域上に配置された複数のアンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかより送信され前記対象物で反射された電波を前記複数のアンテナ素子のうちのいずれかにより受信して得られる信号を取得する処理部と、を備える。前記複数のアンテナ素子が配置される位置は、前記二次元領域上の第1領域内で、略半波長のm(mは2以上の正の整数)倍の第1間隔だけ第1方向に離れて位置する複数の第1位置と、前記第1領域内で、略半波長のn倍(nは2以上の正の整数、ただし、mとnとは互いに素である)の第2間隔だけ前記第1方向に離れて位置する複数の第2位置と、前記二次元領域上の第2領域内で、略半波長のp(pは2以上の正の整数)倍の第3間隔だけ前記第1方向と直交する第2方向に離れて位置する複数の第3位置と、前記第2領域内で、略半波長のq倍(qは2以上の正の整数、ただし、pとqとは互いに素である)の第4間隔だけ離れて位置する複数の第4位置と、を少なくとも含む。

図面の簡単な説明

0007

第1実施形態による電子機器の構成の一例を示す図である。
第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一例を示す図である。
第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナと第2サブアレイアンテナそれぞれによる第1画像、第2画像の一例を示す図である。
図3に示した第1画像、第2画像のプロフィールの一例を示す図である。
第1実施形態により得られた対象物の画像の一例を示す図である。
第1実施形態によるイメージング方法の一例を示すフローチャートである。
第2実施形態のアレイアンテナ14Bの一例を示す図である。
第2実施形態のアレイアンテナ14Bの受信信号から第1実施形態のアレイアンテナ14Aの受信信号を求める演算処理の一例を示す図である。
第2実施形態のアレイアンテナ14Bにより第1実施形態のアレイアンテナ14Aが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
第2実施形態のアレイアンテナ14Bにより第1実施形態のアレイアンテナ14Aが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の他の一例を示す図である。
第3実施形態のアレイアンテナ14Cの一例を示す図である。
第3実施形態のアレイアンテナ14Cにより第1実施形態のアレイアンテナ14Aが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
第4実施形態のアレイアンテナ14Dの一例を示す図である。
第4実施形態のアレイアンテナ14Dにより第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一部が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
第5実施形態のアレイアンテナ14Gの一例を示す図である。
第5実施形態のアレイアンテナ14Gにより第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一部が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す図である。
第6実施形態のアレイアンテナの一例を示す図である。

実施例

0008

以下、図面を参照して、実施形態を説明する。以下の説明は、実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、以下に説明する構成要素の構造、形状、配置、材質等に限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、互いの寸法の関係や比率が異なる要素が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介して接続されることも意味する。

0009

[第1実施形態]
図1は第1実施形態による電子機器の構成の一例を示す。この電子機器は、対象物(例えば、人)26に対向して配置されるアレイアンテナ14Aと、アレイアンテナ14Aに接続される検知装置12と、検知装置12に接続される表示装置18からなる。アレイアンテナ14Aは、四角形(ここでは、一例として正方形)の基板上に二次元配列される複数のアンテナ素子16を備える二次元アレイアンテナである。基板はXY平面に位置する。基板のサイズは対象物のサイズに応じている。アンテナ素子16から電波が基板に直交するZ方向に放射される。アレイアンテナ14Aから送信される電波の一例はミリ波(EHF:Extra High Frequency)である。

0010

検知装置12は、アレイアンテナ14Aから送信される電波の送信方向に位置する3次元空間22内の平面であってアレイアンテナ14Aと平行な平面24内の対象物26の画像を得ることができる。画像が得られる平面24の位置は電波の送信から受信までの時間に応じている。電波の送信から受信までの時間を3次元空間22内の多数の平面24の位置に応じて設定し、多数の異なる位置の平面24の画像を得ることにより、対象物26の3次元画像を得ることができる。アレイアンテナとして、複数のアンテナ素子が一次元のライン(例えばX方向のライン)上に配列される一次元アレイアンテナが用いられる場合、3次元画像を得ることはできず、一次元アレイアンテナを含み電波の放射方向に延びるXZ平面内の対象物の二次元画像を得ることができる。この検知装置12の利用の一例としては、空港等の利用者のボディチェックがある。

0011

詳細は図2を参照して後述するが、アレイアンテナ14Aは、基板上に混在する異なるアンテナ素子間隔の第1サブアレイアンテナと第2サブアレイアンテナからなる。複数のアンテナ素子16の大半は第1サブアレイアンテナまたは第2サブアレイアンテナの構成要素であるが、いくつかのアンテナ素子16は第1サブアレイアンテナ及び第2サブアレイアンテナに共通の構成要素である。

0012

通常のアレイアンテナのアンテナ素子間隔は略半波長である(以下、説明の便宜上、このアレイアンテナを半波長アレイアンテナと称することがある)が、第1サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔は略半波長の2以上の正整数倍であり、第2サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔は略半波長の2以上の正整数倍である。このように、アレイアンテナ14Aはアンテナ素子間隔が略半波長より広くアンテナ素子がまばらに配置される疎な第1サブアレイアンテナと第2サブアレイアンテナからなる。以下、説明の便宜上、第1サブアレイアンテナと第2サブアレイアンテナはアンテナ素子間隔(正しくは、素子間隔を略半波長で除した数)が互いに素であるアレイアンテナと称することがある。

0013

検知装置12は各アンテナ素子16に接続される送信機32と受信機34を含む。送信機32又は受信機34をアンテナ素子16の数だけ用意し、送信機32又は受信機34をアンテナ素子16にそれぞれ接続してもよいし、送信機32又は受信機34をアンテナ素子16の数より少ない数だけ用意し、送信機32又は受信機34をセレクタを介して複数のアンテナ素子16に共通に接続してもよい。

0014

アレイアンテナの送受信方法は、送信と受信を同一のアンテナ素子で行うモノスタティック(mono-static)法と、送信と受信を別々のアンテナ素子で行うバイスタティック(bi-static)法あるいはマルチスタティック(multi-static)法がある。1つのアンテナ素子から送信し、他の1つのアンテナ素子で受信するのがバイスタティック法であり、1つのアンテナ素子から送信し、他の複数のアンテナ素子で受信するのがマルチスタティック法である。第1実施形態はモノスタティック法を採用する。そのため、各アンテナ素子16は送受信アンテナ素子である。

0015

送信機32と受信機34はコントローラ40により制御される。送信機32と受信機34は有線あるいは無線によりコントローラ40に接続される。コントローラ40は、送信機32の送信周波数帯域、サブアレイアンテナ毎とアンテナ素子16毎の送信タイミング等を制御し、サブアレイアンテナ毎とアンテナ素子16毎の受信機34の受信タイミング(送信から受信までの時間)等を制御する。1つのアンテナ素子16の受信信号は対象物26の1つの画素画像信号に対応する。コントローラ40は、サブアレイアンテナ毎にアンテナ素子16を順次変更(スキャンとも称する)するとともに、受信タイミングを変更する。各アンテナ素子16から送信された電波の対象物26による反射波が電波を送信したアンテナ素子16で受信される。

0016

受信機34で受信した受信信号は画像生成回路36に供給され、第1サブアレイアンテナの受信信号による対象物26の3次元画像を示す第1画像信号と、第2サブアレイアンテナの送受信による対象物26の3次元画像を示す第2画像信号が生成される。画像生成回路36の画像再構成アルゴリズムは時間領域法や周波数領域法やその他の任意のアルゴリズムを用いることができる。

0017

第1画像信号と第2画像信号が画像処理装置38に供給され、第1画像信号と第2画像信号が結合され、合成画像信号が生成される。画像生成回路36と画像合成回路38もコントローラ40により制御される。画像生成回路36と画像合成回路38は有線あるいは無線により接続される。受信機34と画像生成回路36も有線あるいは無線により接続される。合成画像信号は表示装置18に供給され、合成画像が表示装置18で表示される。この画像を観察することにより、対象物26が危険物(例えば、)28を所持していることを検知することができる。画像処理回路38と表示装置18も有線あるいは無線により接続される。

0018

図2はアレイアンテナ14Aの一例を示す。アレイアンテナ14Aには一定間隔d(ここでは略半波長λ/2)の仮想的な格子が定義され、仮想的な格子の交点にアンテナ素子16(図2ではアンテナ素子は42、44、46として表記する)が配置される。ただし、アレイアンテナ14Aでは、半波長アレイアンテナのように全ての格子交点にアンテナ素子が配置されるのではなく、大半の格子交点(図2破線で示す円)には実際のアンテナ素子が配置されない。アレイアンテナ14Aのアンテナ素子16は複数の第1アンテナ素子42と、複数の第2アンテナ素子44と、複数の第3アンテナ素子46からなる。複数のアンテナ素子42、44、46は、一部の例外を除いては、格子間隔の数倍の間隔でX、Y方向に二次元的に配列される。すなわち、アレイアンテナ14Aでは、半波長アレイアンテナにおける配置よりまばらにアンテナ素子が配置され、半波長アレイアンテナよりも疎なアレイアンテナであり、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。

0019

第1アンテナ素子42はX方向に略半波長dのm倍の間隔D1=mdで配置され、第2アンテナ素子44はX方向に略半波長dのn倍の間隔D2=ndで配置される。mとnは互いに素である2以上の正の整数であり、例えばm=3、n=4である。mとnの具体的な数値はこれに限定されず、何でも良い。第1アンテナ素子42はY方向に略半波長dのp倍の間隔D3=pdで配置され、第2アンテナ素子44はY方向に略半波長dのq倍の間隔D4=qdで配置される。pとqは互いに素である2以上の正の整数であり、例えばp=3、q=4である。pとqの具体的な数値はこれに限定されず、何でも良い。例えば、mとpが異なり、nとqが異なり、アンテナ素子の間隔はX方向とY方向とで異なっていても良い。第3アンテナ素子46はアレイアンテナ14Aの4隅に配置される。第1アンテナ素子42と第3アンテナ素子46により素子間隔D1=3dの第1サブアレイアンテナが構成され、第2アンテナ素子44と第3アンテナ素子46により素子間隔D2=4dの第2サブアレイアンテナが構成される。このように、第1サブアレイアンテナと第2サブアレイアンテナはアンテナ素子間隔が互いに素であるアレイアンテナである。第3アンテナ素子46は第1サブアレイアンテナに含まれるとともに、第2サブアレイアンテナにも含まれる。

0020

アンテナ素子間隔が互いに素である2つのアレイアンテナを用いて生成される画像の分解能は、アンテナ素子の間隔には無関係であり、アレイの開口(サイズ)とアンテナ素子のビームパターンにより決まる。アレイサイズの大きさは自由に設定でき、対象物の断面積と同じとし、アレイアンテナが対象物を完全にカバーすることができる。任意の位置の送信アンテナ素子が対象物に電波を送信し、任意の位置の受信アンテナ素子が対象物から反射された電波を受信することができるように、ビームパターンは設定される。そのため、第1実施形態のアレイアンテナ14Aによる画像の分解能は半波長アレイアンテナによる画像の分解能と一致させることができる。第1実施形態のアレイアンテナ14Aのアンテナ素子数は37個である。半波長アレイアンテナでは、全ての格子交点にアンテナ素子が配置されるので、アンテナ素子数は169個であり、第1実施形態によれば、アンテナ素子数を削減できる。アンテナ素子数が少ないと、送信/受信時間が短いとともに、受信信号のデータ量も少なく、演算時間も短い。

0021

アンテナ素子が略半波長よりも広い間隔で配置されてなるアレイアンテナの特性を説明する。アンテナ素子数をNとし、アンテナ素子間隔をDとし、アンテナ素子間の励振位相差をβとし、対象物内測定点方角はアレイアンテナ面に対してθの角度であるとすると、2つのアンテナ素子から送信された電波の伝搬位相差はkDcosθである。kは波数である。

0022

トータル位相シフトψは以下で表される。
ψ=kDcosθ+β (1)
送信と受信の往復を考慮すると、波数kは4π/λで表される。したがって、正規化された放射パターンは以下で表される。
AF=(1/N)(sin(Nψ/2)/sin(ψ/2)) (2)
(2)式は、アレイアンテナの放射パターンの一般的な表現である。(2)式の最大値は以下の場合に得られる。

0023

ψ=kDcosθ+β=±2mπ (3)
ここで、m=[0,1,2,…]である。多くの場合、放射はアレイの軸に垂直な方向で最大になることが望ましい。第1の最大値がθ=π/2の方向で得られるためには、以下が必要である。

0024

ψ=kDcosθ+β|θ=π/2=β=0 (4)
このため、アレイファクタの最大値がアレイアンテナの軸に垂直な方向で最大になるためには、全てのアンテナ素子が同じ励振位相である必要がある。しかしながら、D=λ/2であり、β=0であるので、トータルの位相シフトψは以下で表される。

0025

ψ=kDcosθ+β=2πcosθ|θ=0,π=±2π (5)
(5)式のψを(2)式に代入すると、アレイファクタの最大値はθ=0,πの場合に得られる。これは、アレイファクタは、3つの点(θ=0,π/2,π)で最大値となることを意味する。2つの追加の最大値はグレーティングローブと称される。さらに、D=2.5λ、β=0であるならば、θ=0の最大値は0<θ<π/2の角度範囲シフトし、θ=πの最大値はπ/2<θ<πの角度範囲にシフトし、2つの追加的なグレーティングローブが生じることが分かる。もしも、アンテナ素子間隔D=5λに広げられると、メインローブの両側にそれぞれ10本のグレーティングローブが生じる。

0026

したがって、アンテナ素子間隔D=nλ/2,n=1,2,3,…の場合、トータルの位相シフトψは以下で表される。
ψ=kDcosθ+β=2πncosθ (6)
2πncosθm=2mπ (7)
もし、(7)式を満たすθm(m=[0,1,2,…])があれば、θmはアレイファクタが最大値となる角度の集合である。すなわち、θm(m=[0,1,2,…])は以下で表される。

0027

θm=cos−1(m/n) (8)
図2の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔D1=md(m=3)と第2サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔D2=nd(n=4)のmとnは互いに素であるので、同じ角度、すなわちアレイの垂直方向(Z方向)で2つのサブアレイアンテナのアレイファクタが同時に最大値となることを(8)式は示す。

0028

したがって、2つのサブアレイアンテナのグレーティングローブの位置は異なる。アンテナ素子が略半波長よりも広い間隔で配置されてなるアレイアンテナによる送受信によれば、グレーティングローブの位置に偽像(phantom)が生じる。したがって、アンテナ素子間隔が互いに素である2つのサブアレイアンテナによる送受信によって生じる偽像の位置は異なるので、2つのサブアレイアンテナによる送受信によって生じる2つの画像を画像処理することにより、偽像の影響を取り除くことができる。

0029

このようにアンテナ素子間隔が互いに素である第1、第2サブアレイアンテナからなるアレイアンテナ14Aでは、ごく一部のアンテナ素子42,44の間隔はd(=λ/2)であるが、大半のアンテナ素子の間隔は3d、4dであるので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じないとともに、アンテナ素子が疎であるのでアンテナ素子数が少なく、送信/受信時間が短いとともに、受信信号のデータ量が少なく、演算時間も短い。

0030

なお、アレイアンテナ14Aを構成するサブアレイアンテナの数は2つに限らず、3つ以上のサブアレイアンテナによりアレイアンテナ14Aが構成されてもよい。その場合も、いずれか2つのサブアレイアンテナのアンテナ素子間隔D1=mdと第2サブアレイアンテナのアンテナ素子間隔D2=ndにおいて、mとnは互いに素である2以上の正の整数である。

0031

図3と、図4と、図5を参照して第1実施形態により得られる対象物の画像の一例を説明する。図3(a)は第1サブアレイアンテナを用いて電波を送受信することにより生成される第1画像の一例を示し、図3(b)は第2サブアレイアンテナを用いて電波を送受信することにより生成される第2画像の一例を示す。図4図3(a)に示す第1画像を示す画像信号SのX軸方向のプロフィール(実線)と図3(b)に示す第2画像を示す画像信号SのX軸方向のプロフィール(破線)の一例を示す。図3(a)、(b)に示すように、アンテナ素子間隔が略半波長より広い第1、第2サブアレイアンテナによる第1、第2画像は中央部に対象物の画像を含み、周辺部に対象物の偽像を含む。第1画像と第2画像において偽像の位置は異なる。そのため、各画素において第1画像信号と第2画像信号の絶対値の小さい方を選ぶことにより第1画像と第2画像を結合(合成)すると、図5に示すように偽像の影響のない合成画像を得ることができる。

0032

図6は、第1実施形態による電子機器におけるイメージング方法の一例を示すフローチャートである。コントローラ40は、ブロック52で、複数の第1アンテナ素子42と第3アンテナ素子46からなる第1サブアレイアンテナを用いて電波を送受信する。コントローラ40は、各アンテナ素子42、46から電波を順次送信し、各アンテナ素子42、46で電波を順次受信するように送信機32と受信機34を制御する。画像生成回路36は、ブロック54で、アンテナ素子42、46で受信した信号に基づいて第1画像を生成する。

0033

コントローラ40は、ブロック56で、複数の第2アンテナ素子44と第3アンテナ素子46からなる第2サブアレイアンテナを用いて電波を送受信する。コントローラ40は、各アンテナ素子44、46から電波を順次送信し、各アンテナ素子44、46で電波を順次受信しても良いし、第2サブアレイアンテナの全アンテナ素子44、46から電波を同時に送信し、各アンテナ素子44、46で電波を順次受信しても良い。画像生成回路36は、ブロック58で、アンテナ素子44、46で受信した信号に基づいて第2画像を生成する。

0034

画像処理回路38は、ブロック60で、各画素において第1画像信号と第2画像信号の絶対値の小さい方を選ぶことにより第1画像と第2画像を結合し、偽像の影響のない合成画像を生成する。表示装置18は、ブロック62で、合成画像を表示する。
第1実施形態によれば、アンテナ素子間隔が互いに素である第1、第2サブアレイアンテナを用いてそれぞれ第1、第2画像を生成し、それらの最小値を選択するように第1、第2画像を結合することにより、虚像が生じない対象物の画像を得ることができる。アンテナ素子間隔が互いに素である第1、第2サブアレイアンテナによりそれぞれ電波を送受信しているので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じないとともに、アンテナ素子数が少ないので、送信/受信時間が短いとともに、受信信号のデータ量が少なく、演算時間も短い利点がある。さらに、二次元アレイアンテナ14Aを用いているので、対象物の3次元画像を得ることもできる。

0035

[第2実施形態]
モノスタティック法を採用した第1実施形態ではアンテナ素子数は37個であり、半波長アレイアンテナのアンテナ素子数である169個に比べて大幅に削減されているが、アンテナ素子数をさらに減らす実施形態を以下に説明する。

0036

図7は第2実施形態による電子機器のアレイアンテナ14Bの一例を示す。第2実施形態による検知装置12と表示装置18は第1実施形態と同様なので、図示は省略する。第1実施形態はモノスタティック法を採用したが、第2実施形態はバイスタティック法を採用する。バイスタティック法の代わりにマルチスタティック法を採用しても良い。第2実施形態のアレイアンテナ14Bは、第1実施形態の37個のアンテナ素子より少ない数、例えば27個のアンテナ素子からなる。27個のアンテナ素子の中の1つのアンテナ素子は送受信アンテナ素子であり、残りのアンテナ素子は送信アンテナ素子あるいは受信アンテナ素子である。

0037

バイスタティック法では、1つの送信アンテナ素子から電波を送信し、他の1つの受信アンテナ素子で対象物からの反射波を受信することにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成するアンテナ素子42、44、46のいずれかで得られた受信信号を求めることができる。すなわち、第2実施形態の1つの送信アンテナ素子と1つの受信アンテナ素子の対が第1実施形態のアンテナ素子42、44、46のいずれかと等価な働きをする。言い換えると、第2実施形態の1つの送信アンテナ素子と1つの受信アンテナ素子の対により第1実施形態のアンテナ素子42、44、46のいずれかが置き換えられ、その結果、アンテナ素子数が削減される。

0038

単なる置き換えではアンテナ素子数を削減できないが、1つの送信アンテナ素子と複数の受信アンテナ素子で複数の対を構成すること、または複数の送信アンテナ素子と1つの受信アンテナ素子で複数の対を構成することにより、アレイアンテナのアンテナ素子数は37個から27個にさらに削減することができる。27個のアンテナ素子からなるアレイアンテナ14Bは、37個のアンテナ素子からなりアンテナ素子間隔が互いに素である第1、第2サブアレイアンテナからなる第1実施形態のアレイアンテナ14Aと等価な機能を実現することができる。

0039

第2実施形態のアレイアンテナ14Bは、第1実施形態のアレイアンテナ14Aより若干大きいサイズの基板上に形成される。図7において、内部が空白正方形領域が第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対応する領域である。アレイアンテナ14Bは、アレイアンテナ14Aに対応する領域の周囲の4辺に額縁のように配置された4つの直線状のアンテナ部102A、102B、102C、102Dを備える。アレイアンテナ14Aの略半波長間隔の仮想的な格子がアレイアンテナ14Bの領域にも定義され、仮想的な格子の交点の1つおきにアンテナ素子が配置される。そのため、アンテナ素子の間隔D5は略1波長λである。

0040

アレイアンテナ14Aに対応する領域の上辺に配置されX方向に延びるアンテナ部102Aは、間隔D5の7個のアンテナ素子を備える。7個のアンテナ素子の中の3個のアンテナ素子Rx1は第1実施形態の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する受信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Rx2は第1実施形態の第2サブアレイアンテナのアンテナ素子44に対応する受信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Rx1/Rx2は第1実施形態の第1、第2サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子42、44に対応する受信アンテナ素子である。

0041

アレイアンテナ14Aに対応する領域の下辺に配置されX方向に延びるアンテナ部102Cは、間隔D5の8個のアンテナ素子を備える。8個のアンテナ素子の中の2個のアンテナ素子Rx1は第1実施形態の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する受信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Rx2は第1実施形態の第2サブアレイアンテナのアンテナ素子44に対応する受信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Rx1/Rx2は第1実施形態の第1、第2サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子42、44に対応する受信アンテナ素子であり、1個のアンテナ素子Tx1は第1実施形態の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する送信アンテナ素子であり、1個のアンテナ素子Tx2/Rx1は第1実施形態の第1、第2サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子42、44に対応する送信/受信アンテナ素子である。

0042

アレイアンテナ14Aに対応する領域の右辺に配置されるY方向に延びるアンテナ部102Bは、間隔D5の6個のアンテナ素子を備える。6個のアンテナ素子の中の2個のアンテナ素子Tx1は第1実施形態の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する送信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Tx2は第1実施形態の第2サブアレイアンテナのアンテナ素子44に対応する送信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Tx1/Tx2は第1実施形態の第1、第2サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子42、44に対応する送信アンテナ素子である。

0043

アレイアンテナ14Aに対応する領域の左辺に配置されるY方向に延びるアンテナ部102Dは、間隔D5の6個のアンテナ素子を備える。6個のアンテナ素子の中の2個のアンテナ素子Tx1は第1実施形態の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する送信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Tx2は第1実施形態の第2サブアレイアンテナのアンテナ素子44に対応する送信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Tx1/Tx2は第1実施形態の第1、第2サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子42、44に対応する送信アンテナ素子である。

0044

なお、第1実施形態のアレイアンテナ14AにおいてX方向とY方向のアンテナ素子間隔が異なる場合は、第2実施形態において、X方向に沿ったアンテナ部102Aと102Cのアンテナ素子間隔とY方向に沿ったアンテナ部102Bと102Dのアンテナ素子間隔とは異なる。

0045

第1実施形態では各アンテナ素子42、44、46に送信機32と受信機34が接続されているが、第2実施形態では、送信アンテナ素子Tx1、Tx2には受信機34は接続されず、受信アンテナ素子Rx1、Rx2には送信機32は接続されない。図1の検知装置12の他の構成は第2実施形態でも同様である。

0046

図8は第2実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第1実施形態の送受信アンテナ素子が置き換えられる様子を示す。置き換えることにより、第2実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対は第1実施形態の送受信アンテナ素子と等価な仮想アンテナ素子を実現する。図8では、アンテナ素子Tx/Rxは第1実施形態の1つの送受信アンテナ素子を示し、アンテナ素子Tx1(又はTx2)は第2実施形態の1つの送信アンテナ素子を示し、アンテナ素子Rx1(又はRx2)は第2実施形態の1つの受信アンテナ素子を示す。

0047

送信アンテナ素子Tx1(又はTx2)の座標を(x1,y1)とし、受信アンテナ素子Rx1(又はRx2)の座標を(x1,y1+v)とし、送受信アンテナ素子Tx/Rxの座標を(x1,y1+v/2)とする。すなわち、送受信アンテナ素子Tx/Rxは送信アンテナ素子Tx1(又はTx2)と受信アンテナ素子Rx1(又はRx2)の中点に位置するとする。XY座標原点は対象物内に位置するとする。なお、説明の便宜上、送信アンテナ素子Tx1(又はTx2)と受信アンテナ素子Rx1(又はRx2)のX座標は同じとしたが、異なっていても良い。モノスタティック法の送受信アンテナ素子Tx/Rxの受信信号(複素数)をSm(v/2,ω)とし、バイスタティック法の受信アンテナ素子Rx1(又はRx)の受信信号(複素数)をSb(v,ω)とする。

0048

送信アンテナ素子Tx1(又はTx2)とXY座標の原点との距離をR1とし、受信アンテナ素子Rx1(又はRx2)とXY座標の原点との距離をR2とし、R1とR2との差の絶対値がR1より十分小さければ、すなわち|R1−R2|≪R1であれば、モノスタティック法の受信信号とバイスタティック法の受信信号に間には以下の関係が成り立つ。

0049

Sm(v/2,ω)=exp(−jkv2/4R1)Sb(v,ω) (9)
ここで、ωは角周波数である。(9)式から、バイスタティック法の受信アンテナ素子Rx1(又はRx)の受信信号Sb(v,ω)の位相補償することにより、バイスタティック法の送信アンテナ素子Tx1(又はTx2)と受信アンテナ素子Rx1(又はRx)の中点に位置するモノスタティック法の送受信アンテナ素子Tx/Rxの受信信号Sm(v/2,ω)を求めることができることが判る。

0050

図9図10は第2実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対がその中点に仮想アンテナ素子を実現することにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの送受信アンテナ素子を設ける必要が無くなり、アンテナ素子数が削減される具体例を示す。

0051

図9に示すように、アレイアンテナ14Aに対応する領域の左辺に配置されY方向に延びるアンテナ部102D内の送信アンテナ素子Tx1、Tx1、Tx1/Tx2と、アレイアンテナ14Aに対応する領域の上辺に配置されX方向に延びるアンテナ部102A又はアレイアンテナ14Aに対応する領域の下辺に配置されX方向に延びるアンテナ部102C内の受信アンテナ素子Rx1、Rx2、Rx1/Rx2との対により、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの外周の送受信アンテナ素子が置き換えられる。

0052

図9には示していないが、アレイアンテナ14Aに対応する領域の右辺に配置されY方向に延びるアンテナ部102B内の送信アンテナ素子Tx1、Tx2、Tx1/Tx2と、アレイアンテナ14Aに対応する領域の上辺に配置されX方向に延びるアンテナ部102A又はアレイアンテナ14Aに対応する領域の下辺に配置されX方向に延びるアンテナ部102C内の受信アンテナ素子Rx1、Rx2、Rx1/Rx2との対によっても、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの外周の送受信アンテナ素子が置き換えられる。

0053

例えば、アンテナ部102Dの一番上の送信アンテナ素子Tx1/Tx2とアンテナ部102Aの一番左の受信アンテナ素子Rx1/Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一番上の行の一番左のアンテナ素子46(第1サブアレイアンテナと第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0054

アンテナ部102Dの一番上の送信アンテナ素子Tx1/Tx2とアンテナ部102Aの右から4番目の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一番上の行の左から4列目(一番左を左から1列目とする)のアンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0055

アンテナ部102Dの一番上の送信アンテナ素子Tx1/Tx2とアンテナ部102Aの右から3番目の受信アンテナ素子Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一番上の行の左から5列目のアンテナ素子44(第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0056

アンテナ部102Dの一番上の送信アンテナ素子Tx1/Tx2とアンテナ部102Aの一番右の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一番上の行の左から7列目(右からも7列目)のアンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0057

以下、同様に、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの1番左の列、1番右の列、一番下の行のアンテナ素子42、44、46が置き換えられる。
第1実施形態のアレイアンテナ14Aの内部の送受信アンテナ素子は、図10に示すように送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により、置き換えられる。

0058

例えば、アンテナ部102Dの上から4番目の送信アンテナ素子Tx1とアンテナ部102Aの右から4番目の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から4行目(一番上を上から1行目とする)の左から4列目の第1アンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0059

アンテナ部102Dの上から5番目の送信アンテナ素子Tx2とアンテナ部102Aの右から2番目の受信アンテナ素子Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から5行目の左から5列目の第2アンテナ素子44(第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0060

アンテナ部102Cの一番左の送信アンテナ素子Tx1とアンテナ部102Aの一番右の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの中心(上から7行目(下からも7行目)の左から7列目(右からも7列目))の第1アンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0061

アンテナ部102Dの上から4番目の送信アンテナ素子Tx1とアンテナ部102Aの一番右の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から4行目の左から7列目(右からも7列目)の第1アンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0062

アンテナ部102Cの一番左の送信アンテナ素子Tx1とアンテナ部102Aの右から4番目の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から7行目の左から4列目の第1アンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0063

このように第2実施形態のアレイアンテナ14Bを構成する受信アンテナ素子の受信信号から第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号と第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号を求めることができる。第2実施形態では、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを設けることなく、アレイアンテナ14Aを構成するアンテナ素子と等価の仮想アンテナ素子を実現する。

0064

そのため、第2実施形態では、検知装置12のコントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Txと受信アンテナ素子Rxの対を順次設定し、送信アンテナ素子Txから電波を送信させ、対象物26で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Rxで受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第1画像が生成される。次に、同様に、コントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Txと受信アンテナ素子Rxの対を順次設定し、送信アンテナ素子Txから電波を送信させ、対象物26で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Rxで受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第2画像が生成され、第1画像と第2画像が結合され、合成画像が生成される。

0065

第2実施形態によれば、バイスタティック法の受信アンテナ素子の受信信号から、バイスタティック法の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の中点に位置するモノスタティック法の送受信アンテナ素子の受信信号を求めることにより、モノスタティック法の第1実施形態のアレイアンテナのアンテナ素子数より少ない数のアンテナ素子からなり、第1実施形態のアレイアンテナの複数のアンテナ素子の複数の受信信号と同じ複数の受信信号を得ることができるバイスタティック法のアレイアンテナを実現することができる。このように、第2実施形態によれば、アレイアンテナを構成するアンテナ素子数を第1実施形態よりも削減できるので、送信/受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第2実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。

0066

[第3実施形態]
図11は第3実施形態による電子機器のアレイアンテナ14Cの一例を示す。第3実施形態はモノスタティック法とバイスタティック法を併用する。なお、バイスタティック法の代わりにマルチスタティック法を採用しても良い。第3実施形態のアレイアンテナ14Cは、第2実施形態の27個のアンテナ素子より少ない数、例えば13個のアンテナ素子からなる。13個のアンテナ素子は送信アンテナ素子、受信アンテナ素子、送受信アンテナ素子を含む。第3実施形態でも第2実施形態と同様に1つの送信アンテナ素子と1つの受信アンテナ素子の対により第1実施形態の殆どのアンテナ素子42、44、46が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される。1つの送信アンテナ素子と複数の受信アンテナ素子で複数の対を構成または複数の送信アンテナ素子と1つの受信アンテナ素子で複数の対を構成することにより、37個のアンテナ素子より少ない数、例えば13個のアンテナ素子からなるアレイアンテナ14Cで37個のアンテナ素子からなる第1実施形態のアレイアンテナ14Aと等価な機能を実現することができる。

0067

第2実施形態は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対応する領域の周囲に額縁状に配置されたアレイアンテナ14Bを用いたが、第3実施形態は第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対応する領域及びその周囲の領域に形成される十字形状のアレイアンテナ14Cを用いる。十字形状の中心(クロスポイント)は第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対応する領域の中心である。

0068

第3実施形態のアレイアンテナ14Cは、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの4倍のサイズの基板上に形成される。図11に示す2つの正方形の中のサイズの小さい内側の正方形が第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対応する領域を示す。アレイアンテナ14Bは、X軸方向に延びる直線状のアンテナ部104Aと、Y軸方向に延びアンテナ部104Aとその中間点で直交する直線状のアンテナ部104Bを備える。アレイアンテナ14Aの略半波長間隔の仮想的な格子がアレイアンテナ14Cの領域にも定義され、仮想的な格子の交点のいくつかおきにアンテナ素子が配置される。そのため、アレイアンテナ14Cのアンテナ素子の間隔D5は略半波長より広い。

0069

アンテナ部104Aは7個のアンテナ素子を備える。7個のアンテナ素子の中の2個のアンテナ素子Tx1は第1実施形態の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する送信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Tx2は第1実施形態の第2サブアレイアンテナのアンテナ素子44に対応する送信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Tx1/Tx2は第1実施形態の第1、第2サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子42、44に対応する送信アンテナ素子であり、1個のアンテナ素子Tx1/Rx1は第1実施形態のアレイアンテナ14Aの中央の格子交点に位置する第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する送受信アンテナ素子である。

0070

アンテナ部104Bは6個のアンテナ素子を備える。6個のアンテナ素子の中の2個のアンテナ素子Rx1は第1実施形態の第1サブアレイアンテナのアンテナ素子42に対応する受信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Rx2は第1実施形態の第2サブアレイアンテナのアンテナ素子44に対応する受信アンテナ素子であり、2個のアンテナ素子Rx1/Rx2は第1実施形態の第1、第2サブアレイアンテナの両方のアンテナ素子42、44に対応する受信アンテナ素子である。

0071

なお、アンテナ部104Aに関して説明した送受信アンテナ素子Tx1/Rx1はアンテナ部104Aにもアンテナ部104Bの両方に含まれ得るが、説明の便宜上アンテナ部104Aに含まれるとする。反対に、送受信アンテナ素子Tx1/Rx1はアンテナ部104Aには含まれず、アンテナ部104Bに含まれるとしても良い。

0072

アンテナ素子Tx1/Rx1はモノスタティック法のアンテナ素子であり、他のアンテナ素子はバイスタティック法又はマルチスタティック法のアンテナ素子である。バイスタティック法では、1つの送信アンテナ素子Txが電波を送信し、1つの受信アンテナ素子Rxが受信する。マルチスタティック法では、1つの送信アンテナ素子Txが電波を送信し、複数の受信アンテナ素子Rxが同時に受信する。

0073

第1実施形態では各アンテナ素子42、44、46に送信機32と受信機34が接続されているが、第3実施形態では、送信アンテナ素子Tx1、Tx2には受信機34は接続されず、受信アンテナ素子Rx1、Rx2には送信機32は接続されず、送受信アンテナ素子Tx1/Rx1には送信機32と受信機34が接続される。図1の検知装置12の他の構成は第3実施形態でも同様である。

0074

図12は第3実施形態の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第1実施形態の送受信アンテナ素子が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子を示す。
例えば、アンテナ部104Aの一番上の送信アンテナ素子Tx1/Tx2とアンテナ部104Bの一番左の受信アンテナ素子Rx1/Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一番上の行の一番左のアンテナ素子46(第1サブアレイアンテナと第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0075

アンテナ部104Aの一番上の送信アンテナ素子Tx1/Tx2とアンテナ部104Bの左から2番目の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの1番上の行の左から4列目のアンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0076

アンテナ部104Aの一番上の送信アンテナ素子Tx1/Tx2とアンテナ部104Bの左から3番目の受信アンテナ素子Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの1番上の行の左から5列目のアンテナ素子44(第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0077

アンテナ部104Aの上から2番目の送信アンテナ素子Tx1とアンテナ部104Bの一番左の受信アンテナ素子Rx1/Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から4行目の一番左の列のアンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0078

アンテナ部104Aの上から2番目の送信アンテナ素子Tx1とアンテナ部104Bの左から2番目の受信アンテナ素子Rx1との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から4行目の左から4列目のアンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0079

アンテナ部104Aの上から3番目の送信アンテナ素子Tx2とアンテナ部104Bの一番左の受信アンテナ素子Rx1/Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から5行目の一番左の列のアンテナ素子44(第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0080

アンテナ部104Aの上から3番目の送信アンテナ素子Tx2とアンテナ部104Bの左から3番目の受信アンテナ素子Rx2との対により第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から5行目の左から5列目のアンテナ素子44(第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0081

以下、同様に、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの右上の四分の1の領域、右下の四分の1の領域、左下の四分の1の領域のアンテナ素子42、44、46が置き換えられる。
ただし、第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対応する領域の外側のみに配置される第2実施形態のアレイアンテナ14Bと違い、第3実施形態のアレイアンテナ14Cはアレイアンテナ14Aに対応する領域内にも配置される。そのため、アレイアンテナ14Aに対応する領域の中央の行と中央の列のアンテナ素子は、アレイアンテナ14Cのアンテナ素子そのものが使用され、一対のアンテナ素子で置き換えられることはない。

0082

このように第3実施形態のアレイアンテナ14Cを構成する受信アンテナ素子の受信信号から第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号と第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子の受信信号を求めることができる。

0083

第3実施形態では、検知装置12のコントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Txと受信アンテナ素子Rxの対を順次設定し、送信アンテナ素子Txから電波を送信させ、対象物26で反射した電波を上記対を構成する受信アンテナ素子Rxで受信させるとともに、アレイアンテナ14Cを構成する受信アンテナRx1、Rx2で受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第1画像が生成される。次に、同様に、コントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Txと受信アンテナ素子Rxの対を順次設定し、送信アンテナ素子Txから電波を送信させ、対象物26で反射した電波を上記対を構成する受信アンテナ素子Rxで受信させるとともに、アレイアンテナ14Cを構成する受信アンテナRx1、Rx2で受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第2画像が生成され、第1画像と第2画像が結合され、合成画像が生成される。

0084

第3実施形態によれば、略半波長より広い間隔の送信アンテナ素子列と略半波長より広い間隔の受信アンテナ素子列を第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対応する領域及びその周囲の領域に十字形状に配置し、1対の送信アンテナ素子と受信アンテナ素子により第1実施形態の送受信アンテナ素子が置き換えられる。1つの送信アンテナ素子又は受信アンテナ素子で複数のアンテナ対を構成することにより、アレイアンテナを構成するアンテナ素子数を37個から13個に削減することができる。このため、送信/受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第3実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。

0085

[第4実施形態]
図13は第4実施形態による電子機器のアレイアンテナ14Dの一例を示す。図14は第4実施形態のアレイアンテナ14Dにより第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一部のアンテナ素子が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子を示す。第4実施形態はモノスタティック法とバイスタティック法を併用する。第4実施形態のアレイアンテナ14Dは、第2実施形態のアレイアンテナ14Bが形成される領域と同じサイズの基板上に形成され、アレイアンテナ14Eとアレイアンテナ14Fからなる。

0086

アレイアンテナ14Eは、第1実施形態のアレイアンテナ14Aと同様にアンテナ素子間隔が互いに素な(D1=3d、D2=4d)2つのサブアレイアンテナが混在してなるアレイアンテナに対して、4つの送信アンテナ素子Txが追加されてなる。アレイアンテナ14Eの領域にも略半波長間隔の仮想的な格子が定義され、アンテナ素子Txは仮想的な格子の交点に位置する。アレイアンテナ14Eの4つの送信アンテナ素子Tx以外のアンテナ素子は第1実施形態と同様に送受信アンテナ素子42、44、46である。全てのアンテナ素子の間隔は略半波長より広い。

0087

アレイアンテナ14Fは、第2実施形態のアレイアンテナ14Bと同様にアレイアンテナ14Eの周囲の4辺に額縁のように配置された4つの直線状のアンテナ部106A、106B、106C、106Dを備える。アレイアンテナ14Eの略半波長間隔の仮想的な格子がアレイアンテナ14Fの領域まで延長され、アレイアンテナ14Fの仮想的な格子の交点のいくつかに受信アンテナ素子Rxが配置される。受信アンテナ素子Rx同士の間隔及び受信アンテナ素子Rxとアレイアンテナ14E内のアンテナ素子42、44との間隔は略半波長より広い。

0088

アレイアンテナ14Eの上端の外側に配置されX方向に延びるアンテナ部106Aは、間隔が略半波長の2倍のλである2個の受信アンテナ素子Rxを中央部に備える。アレイアンテナ14Dの下端の外側に配置されX方向に延びるアンテナ部106Cも、間隔がλである2個の受信アンテナ素子Rxを中央部に備える。アレイアンテナ14Dの右端の外側に配置されY方向に延びるアンテナ部106Bも、間隔がλである2個の受信アンテナ素子Rxを中央部に備える。アレイアンテナ14Dの左端の外側に配置されY方向に延びるアンテナ部106Dも、間隔がλである2個の受信アンテナ素子Rxを中央部に備える。

0089

このように、アレイアンテナ14Fは、第3実施形態の13個のアンテナ素子より少ない個数、例えば8個のアンテナ素子からなる。第2実施形態と第3実施形態では、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第1実施形態の送受信アンテナ素子の全てが置き換えられたが、第4実施形態では、送信アンテナ素子と受信アンテナ素子の対により第1実施形態の送受信アンテナ素子の一部のみが置き換えられる。

0090

例えば、第1実施形態のアレイアンテナ14Aに対して4個の送信アンテナ素子Txが追加され、アレイアンテナ14Aの外側に8個の受信アンテナ素子Rxが追加されることにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの中の16個のアンテナ素子が省略される。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aは37個のアンテナ素子からなるが、図13に示すように、第4実施形態のアレイアンテナ14Eは25個のアンテナ素子からなる。アレイアンテナ14Fの8個のアンテナ素子を加えても、第4実施形態のアレイアンテナ14Dは33個のアンテナ素子からなり、第1実施形態のアレイアンテナ14Aに比べてアンテナ素子数が削減される。

0091

図14は、バイスタティック法の第4実施形態のアレイアンテナによりモノスタティック法の第1実施形態のアレイアンテナが置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す。
例えば、アレイアンテナ14Eの上から2行目の左から2列目の送信アンテナ素子Txとアンテナ部106Aの2つの受信アンテナ素子Rxとの2つの対により、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一番上の行の左から4列目のアンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)と一番上の行の左から5列目のアンテナ素子44(第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。置き換えられるアンテナ素子は図14では破線で囲まれている。

0092

アレイアンテナ14Eの上から2行目の左から2列目の送信アンテナ素子Txとアンテナ部106Dの2つの受信アンテナ素子Rxとの2つの対により、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの上から4行目の1番左の列のアンテナ素子42(第1サブアレイアンテナに属する)と上から5行目の1番左の列のアンテナ素子44(第2サブアレイアンテナに属する)が置き換えられる。

0093

以下、同様に、アレイアンテナ14Eの上から2行目の右から2列目の送信アンテナ素子Txとアンテナ部106A、106Bのそれぞれ2つの受信アンテナ素子Rxとの4つの対、アレイアンテナ14Eの下から2行目の右から2列目の送信アンテナ素子Txとアンテナ部106B、106Cのそれぞれ2つの受信アンテナ素子Rxとの4つの対、及びアレイアンテナ14Eの下から2行目の左から2列目の送信アンテナ素子Txとアンテナ部106C、106Dのそれぞれ2つの受信アンテナ素子Rxとの4つの対により、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの12個のアンテナ素子42、44が置き換えられる。

0094

第4実施形態では、コントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子から電波を送信するとともに、図14の破線で囲むアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Txと受信アンテナ素子Rxの対の送信アンテナ素子Txから電波を送信させ、対象物26で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Rxで受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第1画像が生成される。次に、同様に、コントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子から電波を送信するとともに、図14の破線で囲むアンテナ素子が中点となる送信アンテナ素子Txと受信アンテナ素子Rxの対の送信アンテナ素子Txから電波を送信させ、対象物26で反射した電波を上記対の受信アンテナ素子Rxで受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第2画像が生成され、第1画像と第2画像が結合され、合成画像が生成される。

0095

第4実施形態によれば、第1実施形態のアレイアンテナ14A内に送信アンテナ素子Txを追加し、第1実施形態のアレイアンテナ外部に受信アンテナ素子Rxを追加することにより、バイスタティック法のアンテナ素子により第1実施形態のモノスタティック法によるアンテナ素子が置き換えられる。これにより、トータルのアンテナ素子数を削減することができ、送信/受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第4実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。

0096

[第5実施形態]
図15は第5実施形態による電子機器のアレイアンテナ14Gの一例を示す。第5実施形態もモノスタティック法とバイスタティック法を併用する。第5実施形態のアレイアンテナ14Gは第1実施形態のアレイアンテナ14Aの変形例であり、アレイアンテナ14Aのいくつかのアンテナ素子が省略される。

0097

例えば、アレイアンテナ14Gでは、アレイアンテナ14Aの左から4列目の5個のアンテナ素子42と、左から5列目の4個のアンテナ素子44と、左から10列目(右から4列目)の5個のアンテナ素子42が削減される。このため、アレイアンテナ14Gのアンテナ素子数は23個となり、アレイアンテナ14Aのアンテナ素子数37個に比べて減少する。これら以外は図2と同じである。すなわち、アレイアンテナ14Gには略半波長間隔の仮想的な格子が定義され、仮想的な格子の交点のいくつかにアンテナ素子42、44、46が配置される。複数のアンテナ素子42、44、46は、一部の例外を除いては、格子間隔(λ/2)の数倍の間隔でX、Y方向に二次元的に配列される。第5実施形態のアレイアンテナ14Gでは左から4列目、5列目及び10列目のアンテナ素子が省略されるので、第1実施形態のアレイアンテナ14Aに比べて略半波長間隔で配置されるアンテナ素子の数が減り、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。

0098

図16は第5実施形態のアレイアンテナ14Gにより第1実施形態のアレイアンテナ14Aの一部が置き換えられる結果、アンテナ素子数が削減される様子の一例を示す。
例えば、アレイアンテナ14Gの一番左の列の5個のアンテナ素子42、46と同じ行の左から7列目(右からも7列目)の第1サブアレイアンテナに属する5個のアンテナ素子42との対により、それらの中点に位置していたが削減された左から4列目の第1サブアレイアンテナに属する5個のアンテナ素子42の受信信号を求めることができる。

0099

同様に、アレイアンテナ14Gの一番左の列の第2サブアレイアンテナに属する4個のアンテナ素子44と左から9列目の第2サブアレイアンテナに属する4個のアンテナ素子44との対により、それらの中点に位置していたが削減された左から5列目の第2サブアレイアンテナに属する4個のアンテナ素子44の受信信号を求めることができる。

0100

アレイアンテナ14Gの左から7列目(右からも7列目、すなわち中央の列)の第1サブアレイアンテナに属する5個のアンテナ素子42と最も右の列の5個のアンテナ素子42、46との対により、それらの中点に位置していたが削減された左から10列目(右から4列目)の第1サブアレイアンテナに属する5個のアンテナ素子42の受信信号を求めることができる。

0101

なお、一対のアンテナ素子のうち、いずれを送信アンテナ素子又は受信アンテナ素子にしても良い。
第5実施形態では、コントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するモノスタティック法のアンテナ素子から電波を送信させるとともに、図16に示すバイスタティック法のアンテナ素子対の一方のアンテナ素子から電波を送信させ、対象物26で反射した電波をモノスタティック法のアンテナ素子又はバイスタティック法のアンテナ素子対の他方のアンテナ素子対で受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第1サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第1画像が生成される。次に、同様に、コントローラ40は、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するモノスタティック法のアンテナ素子から電波を送信させるとともに、図16に示すバイスタティック法のアンテナ素子対の一方のアンテナ素子から電波を送信させ、対象物26で反射した電波をモノスタティック法のアンテナ素子又はバイスタティック法のアンテナ素子対の他方のアンテナ素子対で受信させる。これにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aを構成する第2サブアレイアンテナを構成するアンテナ素子による受信信号と等価の受信信号が得られる。第1実施形態と同様に、この受信信号に基づいて第2画像が生成され、第1画像と第2画像が結合され、合成画像が生成される。

0102

第5実施形態によれば、第1実施形態のアレイアンテナ14Aの送受信アンテナ素子の一部を送信アンテナ素子として動作させ、他の一部を受信アンテナ素子として動作させ、両者の中点に位置する送受信アンテナ素子の受信信号を求めることにより、第1実施形態のアレイアンテナ14Aをモノスタティック法とバイスタティック法の両者で送受信することができ、バイスタティック法のみで送受信する場合に比べて精度が上昇するとともに、アンテナ素子数を削減する(37個から25個に削減する)ことができ、送信/受信時間をさらに短く、受信信号のデータ量をさらに少なく、演算時間もさらに短くすることができる。なお、第5実施形態でも、アンテナ素子の間隔は略半波長より広いので、隣り合うアンテナ素子間の干渉が生じることがない。

0103

[第6実施形態]
図17は第6実施形態による電子機器のアレイアンテナの一例を示す。アレイ間隔が互いに素な2つのアレイアンテナによる送受信におけるグレーティングローブの発生は、アレイアンテナのサイズを大きくすると抑えることができる。大きなサイズの基板に大きなサイズの1つのアレイアンテナを形成することは困難な場合がある。その代わりに、それぞれ小さいサイズアレイアンテナが形成された複数の小サイズの基板を組み合わせて大サイズのアレイアンテナを形成することができる。第6実施形態は、複数枚、例えば4枚の第1実施形態から第5実施形態のいずれかのアレイアンテナの基板を組み合わせて4倍のサイズのアレイアンテナを形成する。第1実施形態から第5実施形態のいずれかの同じアレイアンテナを貼り合わせても良いし、異なる実施形態のアレイアンテナを貼り合わせても良い。図17は一例として図7に示した第2実施形態のアレイアンテナ14Bを上下左右に4枚貼り合わせた例である。なお、貼り合わせる枚数は4枚に限らず、2枚でも3枚でも5枚以上でも良い。貼り合わせる態様は上下左右に限らず、上下方向のみ、左右方向のみでも良い。

0104

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。
例えば、互いに素の数の組み合わせは3と4に限らず、2以上の任意の正の整数の組み合わせとすることができる。第2実施形態から第5実施形態の送信アンテナ素子Tx、受信アンテナ素子Rxの配置は所望のアンテナ素子の置き換えが可能であればよく、自由に設計変更することができる。第5実施形態でも、図示の置き換えに限らず、他のアンテナ素子対により他のアンテナ素子が置き換えられても良い。電波もミリ波に限らず、サブミリ波マイクロ波等の他の周波数帯域を用いても良い。2つのサブアレイアンテナによる2枚の画像を偽像がキャンセルされるように結合する手法も最小値選択法に限らず、他のキャンセル手法を用いても良い。

0105

12…検知装置、14A…アレイアンテナ、16…アンテナ素子、26…対象物、32…送信機、34…受信機、36…画像生成回路、38…画像処理回路、40…コントローラ、42、44、46…アンテナ素子

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ