アレイ型検波器
【課題】ミリ波用のアレイ型検波器をその感度を維持しつつ小型化する。
【解決手段】平面スロットアンテナ１とその検波器２とを有する検波素子３を複数備え、各平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶように各検波素子３が並べられている。
【解決手段】平面スロットアンテナ１とその検波器２とを有する検波素子３を複数備え、各平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶように各検波素子３が並べられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波用のアレイ型検波器に関し、詳しくは、感度を維持できかつ小型化が可能なアレイ型検波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルカメラなどが行うイメージングでは、例えば、被写体からの光を受光することで当該被写体の画像を得る。画像は画素の集合であり、縦ｍ，横ｎの画像内の画素数はｍ×ｎ個である。この画像を単一の受光素子で得るには、その受光素子をｍ×ｎ回移動させる。縦１００，横１００の画像を得るには、その受光素子をｍ×ｎ回移動させる。
【０００３】
ディジタルカメラなどでは、複数の受光素子が平面的にアレイ化され、これにより、受光素子を移動しないで、すなわち短時間で画像を得ることができる。
【０００４】
スキャナなどでは、複数の受光素子が直線的に並べてアレイ化され、これにより、受光素子を並び方向には移動しないで、すなわち短時間で画像を得ることができる。
【０００５】
また、近年では、超音波などを用いてコンクリート内部のイメージングを行うことがあり、関連技術が特許文献１および非特許文献１で開示されている。
【特許文献１】特表２０００−６０２５８７号公報
【非特許文献１】小原治之、「コンクリート床版検査用３次元映像化レーダの開発」、第７回地下電磁計測ワークショップ論文集、２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、この種のイメージングでは、コンクリートなどのターゲットへマイクロ波やミリ波を照射し、その反射波または透過波をショットキーダイオードなどの検波器で検波するアクティブ方式、または、ターゲットから自然に放射されるミリ波等を同様に検波するパッシブ方式が採用されることがある。ショットキーダイオードのサイズは、サブミリメートル以下のサイズであり、その整流作用によって、ミリ波等の強度は電圧に変換される
いずれの方式にしても、ディジタルカメラなどのイメージングと同様に、短時間で画像を得ることが望ましいので、例えば、複数のアンテナおよび検波器を並べてアレイ化したアレイ型検波器が用いられる。
【０００７】
。
【０００８】
図２は、このアレイ型検波器の斜視図である。
【０００９】
アレイ型検波器では、複数の平面スロットアンテナ１が検波器２とともに電界方向に並べてアレイ化される。感度向上のため、平面スロットアンテナ１の開口幅は波長より長くされる。例えば、周波数が１００ＧＨｚならば波長は３ｍｍなので開口幅は３ｍｍ以上とされる。かかるアレイ化により、アレイ型検波器を並び方向に対して直交する方向だけに移動させることで、すなわち短時間で画像を得ることができる。
【００１０】
このように、アレイ型検波器では、短時間で画像を得られるものの、その一方で小型化の要求がある。また、画像については高解像度化の要求がある。
【００１１】
例えば、並び方向の長さを短くして小型化を図るには、短い開口幅の平面スロットアンテナを短い間隔で並べればよく、これにより、ニアフィールドにおいて、並び方向の高解像度化も図れる。
【００１２】
しかしながら、開口幅が短いと感度が低下してしまうので、感度を維持しつつ小型化することが困難である。同様に画像の高解像度化も困難である。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感度を維持できかつ小型化が可能なアレイ型検波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、ミリ波用の平面スロットアンテナとその検波器とを有する検波素子を複数備え、各平面スロットアンテナが磁界方向に並ぶように各検波素子を並べたことを特徴とするアレイ型検波器をもって解決手段とする。
【００１５】
請求項２の本発明は、各検波素子が取り付けられるコネクタ部に対して各検波素子を着脱可能にしたことを特徴とする請求項１記載のアレイ型検波器をもって解決手段とする
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、平面スロットアンテナが磁界方向に並ぶように検波素子を並べたことで、長い開口幅の平面スロットアンテナを短い間隔で並べることができるので、アレイ型検波器をその感度を維持しつつ小型化することができる。また、平面スロットアンテナを短い間隔で並べることができるので、このアレイ型検波器により得られる、ニアフィールド付近の画像の解像度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係るアレイ型検波器の斜視図である。
【００１９】
アレイ型検波器は、ミリ波用の平面スロットアンテナ１とその検波器２とを有する検波素子３（いわゆるモジュール）を複数備え、各平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶように各検波素子３が並べられている。検波器２にはショットキーダイオード等が用いられる。
【００２０】
平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶように検波素子３を並べたことで、平面スロットアンテナ１を短い間隔で並べることができるので、アレイ型検波器を小型化することができる。
【００２１】
また、アレイ型検波器では、各検波素子３が取り付けられるコネクタ部４に対して、当該各検波素子が着脱可能になっている。つまり、検波素子３は、その端部に検波器２からの信号が供給される信号ピン５，５を備え、検波素子３をコネクタ部４に取り付けるときは、信号ピン５，５をコネクタ部４のジャック（図示せず）に差し込み、取り外すときは、検波素子３を引くことで、信号ピン５，５がジャックから抜けるようになっている。
【００２２】
これにより、製造工程で一部の検波器２が機能しなかったら、その分の検波素子３を製造すればよく、よって、製造歩留まりを高めることができる。
【００２３】
本実施の形態では、図示しないターゲットの画像を得るにあたり、アレイ型検波器は、ターゲットとの距離を保ちつつ、検波素子３の並び方向に対して直交する方向に移動していき、移動の間の各タイミングで以下のことを行う。
【００２４】
各平面スロットアンテナ１は、ターゲットからのミリ波やマイクロ波を受信し、検波器２は、受信されたミリ波等の強度を電圧に変換して、その電圧の信号を信号ピン５，５とコネクタ部４とを介して、例えば、図示しない画像表示器に送信する。
【００２５】
画像表示器は、移動の間の各タイミングで送信された信号により、ターゲットの画像を生成し表示する。
【００２６】
上述したように、各平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶので、長い開口幅の平面スロットアンテナ１を用いること感度を維持でき、そうすることで、ここでは鮮明な画像を表示することができる。
【００２７】
また、上述したように、各平面スロットアンテナ１の間隔を短くできるので、そうすることで、ここでは高い解像度の画像を表示することができる。
【００２８】
また、例えば、一部の検波器２が故障したら、その検波器２を含む検波素子３のみを交換すればよく、よって、アレイ型検波器全体の交換が不要となる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、各検波素子３がコネクタ部４に対して着脱可能になっているが、検波器２が故障しにくいものならば、かかる着脱を可能にしないで、検波器２と画像表示器とを信号ケーブルで接続するような構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態に係るアレイ型検波器の斜視図である。
【図２】従来のアレイ型検波器の斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 平面スロットアンテナ
２ 検波器
３ 検波素子
４ コネクタ部
５ 信号ピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波用のアレイ型検波器に関し、詳しくは、感度を維持できかつ小型化が可能なアレイ型検波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルカメラなどが行うイメージングでは、例えば、被写体からの光を受光することで当該被写体の画像を得る。画像は画素の集合であり、縦ｍ，横ｎの画像内の画素数はｍ×ｎ個である。この画像を単一の受光素子で得るには、その受光素子をｍ×ｎ回移動させる。縦１００，横１００の画像を得るには、その受光素子をｍ×ｎ回移動させる。
【０００３】
ディジタルカメラなどでは、複数の受光素子が平面的にアレイ化され、これにより、受光素子を移動しないで、すなわち短時間で画像を得ることができる。
【０００４】
スキャナなどでは、複数の受光素子が直線的に並べてアレイ化され、これにより、受光素子を並び方向には移動しないで、すなわち短時間で画像を得ることができる。
【０００５】
また、近年では、超音波などを用いてコンクリート内部のイメージングを行うことがあり、関連技術が特許文献１および非特許文献１で開示されている。
【特許文献１】特表２０００−６０２５８７号公報
【非特許文献１】小原治之、「コンクリート床版検査用３次元映像化レーダの開発」、第７回地下電磁計測ワークショップ論文集、２００３年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、この種のイメージングでは、コンクリートなどのターゲットへマイクロ波やミリ波を照射し、その反射波または透過波をショットキーダイオードなどの検波器で検波するアクティブ方式、または、ターゲットから自然に放射されるミリ波等を同様に検波するパッシブ方式が採用されることがある。ショットキーダイオードのサイズは、サブミリメートル以下のサイズであり、その整流作用によって、ミリ波等の強度は電圧に変換される
いずれの方式にしても、ディジタルカメラなどのイメージングと同様に、短時間で画像を得ることが望ましいので、例えば、複数のアンテナおよび検波器を並べてアレイ化したアレイ型検波器が用いられる。
【０００７】
。
【０００８】
図２は、このアレイ型検波器の斜視図である。
【０００９】
アレイ型検波器では、複数の平面スロットアンテナ１が検波器２とともに電界方向に並べてアレイ化される。感度向上のため、平面スロットアンテナ１の開口幅は波長より長くされる。例えば、周波数が１００ＧＨｚならば波長は３ｍｍなので開口幅は３ｍｍ以上とされる。かかるアレイ化により、アレイ型検波器を並び方向に対して直交する方向だけに移動させることで、すなわち短時間で画像を得ることができる。
【００１０】
このように、アレイ型検波器では、短時間で画像を得られるものの、その一方で小型化の要求がある。また、画像については高解像度化の要求がある。
【００１１】
例えば、並び方向の長さを短くして小型化を図るには、短い開口幅の平面スロットアンテナを短い間隔で並べればよく、これにより、ニアフィールドにおいて、並び方向の高解像度化も図れる。
【００１２】
しかしながら、開口幅が短いと感度が低下してしまうので、感度を維持しつつ小型化することが困難である。同様に画像の高解像度化も困難である。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、感度を維持できかつ小型化が可能なアレイ型検波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、ミリ波用の平面スロットアンテナとその検波器とを有する検波素子を複数備え、各平面スロットアンテナが磁界方向に並ぶように各検波素子を並べたことを特徴とするアレイ型検波器をもって解決手段とする。
【００１５】
請求項２の本発明は、各検波素子が取り付けられるコネクタ部に対して各検波素子を着脱可能にしたことを特徴とする請求項１記載のアレイ型検波器をもって解決手段とする
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、平面スロットアンテナが磁界方向に並ぶように検波素子を並べたことで、長い開口幅の平面スロットアンテナを短い間隔で並べることができるので、アレイ型検波器をその感度を維持しつつ小型化することができる。また、平面スロットアンテナを短い間隔で並べることができるので、このアレイ型検波器により得られる、ニアフィールド付近の画像の解像度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係るアレイ型検波器の斜視図である。
【００１９】
アレイ型検波器は、ミリ波用の平面スロットアンテナ１とその検波器２とを有する検波素子３（いわゆるモジュール）を複数備え、各平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶように各検波素子３が並べられている。検波器２にはショットキーダイオード等が用いられる。
【００２０】
平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶように検波素子３を並べたことで、平面スロットアンテナ１を短い間隔で並べることができるので、アレイ型検波器を小型化することができる。
【００２１】
また、アレイ型検波器では、各検波素子３が取り付けられるコネクタ部４に対して、当該各検波素子が着脱可能になっている。つまり、検波素子３は、その端部に検波器２からの信号が供給される信号ピン５，５を備え、検波素子３をコネクタ部４に取り付けるときは、信号ピン５，５をコネクタ部４のジャック（図示せず）に差し込み、取り外すときは、検波素子３を引くことで、信号ピン５，５がジャックから抜けるようになっている。
【００２２】
これにより、製造工程で一部の検波器２が機能しなかったら、その分の検波素子３を製造すればよく、よって、製造歩留まりを高めることができる。
【００２３】
本実施の形態では、図示しないターゲットの画像を得るにあたり、アレイ型検波器は、ターゲットとの距離を保ちつつ、検波素子３の並び方向に対して直交する方向に移動していき、移動の間の各タイミングで以下のことを行う。
【００２４】
各平面スロットアンテナ１は、ターゲットからのミリ波やマイクロ波を受信し、検波器２は、受信されたミリ波等の強度を電圧に変換して、その電圧の信号を信号ピン５，５とコネクタ部４とを介して、例えば、図示しない画像表示器に送信する。
【００２５】
画像表示器は、移動の間の各タイミングで送信された信号により、ターゲットの画像を生成し表示する。
【００２６】
上述したように、各平面スロットアンテナ１が磁界方向に並ぶので、長い開口幅の平面スロットアンテナ１を用いること感度を維持でき、そうすることで、ここでは鮮明な画像を表示することができる。
【００２７】
また、上述したように、各平面スロットアンテナ１の間隔を短くできるので、そうすることで、ここでは高い解像度の画像を表示することができる。
【００２８】
また、例えば、一部の検波器２が故障したら、その検波器２を含む検波素子３のみを交換すればよく、よって、アレイ型検波器全体の交換が不要となる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、各検波素子３がコネクタ部４に対して着脱可能になっているが、検波器２が故障しにくいものならば、かかる着脱を可能にしないで、検波器２と画像表示器とを信号ケーブルで接続するような構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施の形態に係るアレイ型検波器の斜視図である。
【図２】従来のアレイ型検波器の斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 平面スロットアンテナ
２ 検波器
３ 検波素子
４ コネクタ部
５ 信号ピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリ波用の平面スロットアンテナとその検波器とを有する検波素子を複数備え、各平面スロットアンテナが磁界方向に並ぶように各検波素子を並べた
ことを特徴とするアレイ型検波器。
【請求項２】
各検波素子が取り付けられるコネクタ部に対して各検波素子を着脱可能にした
ことを特徴とする請求項１記載のアレイ型検波器。
【請求項１】
ミリ波用の平面スロットアンテナとその検波器とを有する検波素子を複数備え、各平面スロットアンテナが磁界方向に並ぶように各検波素子を並べた
ことを特徴とするアレイ型検波器。
【請求項２】
各検波素子が取り付けられるコネクタ部に対して各検波素子を着脱可能にした
ことを特徴とする請求項１記載のアレイ型検波器。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１２４５５１（Ｐ２００７−１２４５５１Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１７２４４（Ｐ２００５−３１７２４４）
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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