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JP2019100772A - Estimation program, estimation device and estimation method - Google Patents

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JP2019100772A JP2017229514A JP2017229514A JP2019100772A JP 2019100772 A JP2019100772 A JP 2019100772A JP 2017229514 A JP2017229514 A JP 2017229514A JP 2017229514 A JP2017229514 A JP 2017229514A JP 2019100772 A JP2019100772 A JP 2019100772A
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卓司 有馬
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Shuntaro Omi
峻太郎 大見
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Abstract

【課題】近傍界遠方界変換による推定を効率化する。
【解決手段】推定装置10は、対象物21に対して照射した電波に対応する反射波を測定した測定位置22を示す位置データ13と、測定位置22における反射波の測定結果を示す測定値データ14とを取得する。推定装置10は、位置データ13を用いて対象物21と測定位置22との間で算出された距離15と、対象物21を含む領域の分割方法に応じて発生する誤差に対して指定された許容誤差16とに基づいて、対象物21を含む領域から分割される複数の分割領域の分割サイズ17を決定する。推定装置10は、決定した分割サイズ17と測定値データ14とを用いて、測定位置22よりも対象物21から離れた位置で反射波を測定した場合の対象物21に対応する反射断面積18または反射波の強度19を推定する。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To streamline estimation by near-field far-field transformation.
An estimation device measures position data indicating a measurement position at which a reflected wave corresponding to a radio wave emitted to an object is measured, and measurement value data indicating a measurement result of a reflected wave at the measurement position. Get 14 and. The estimation device 10 is specified with respect to the distance 15 calculated between the object 21 and the measurement position 22 using the position data 13 and an error generated according to the division method of the area including the object 21. Based on the tolerance error 16, the division size 17 of the plurality of division areas divided from the area including the object 21 is determined. The estimation device 10 uses the determined division size 17 and the measurement value data 14 to determine the reflection cross-sectional area 18 corresponding to the object 21 when the reflected wave is measured at a position farther from the object 21 than the measurement position 22. Or estimate the intensity 19 of the reflected wave.
[Selected figure] Figure 1

Description

本発明は推定プログラム、推定装置および推定方法に関する。   The present invention relates to an estimation program, an estimation device and an estimation method.

飛行機や船舶などの移動物に対してレーダから電波(レーダ波)を照射し、移動物からの反射波を検出して移動物の位置を測定するレーダシステムがある。移動物やレーダシステムを設計するにあたっては、移動物の電波反射性能を示すレーダ反射断面積(RCS:Radar Cross-Section)を測定したいことがある。レーダ波の照射対象となり得る測定対象物の実際のRCSは、電波暗室などの実験室の中で、測定対象物の周りの複数位置においてレーダ波に対する反射波を測定することで算出される。   There is a radar system which irradiates a radio wave (a radar wave) from a radar to a moving object such as an airplane or a ship and detects a reflected wave from the moving object to measure the position of the moving object. In designing a moving object or a radar system, it may be desired to measure a radar reflection cross section (RCS: Radar Cross-Section) indicating the radio wave reflection performance of the moving object. The actual RCS of the measurement object that can be the target of the radar wave irradiation is calculated by measuring the reflected waves to the radar wave at a plurality of positions around the measurement object in a laboratory such as an anechoic chamber.

ただし、RCSの定義上、RCSを直接的に求めるには測定対象物から十分離れた位置で反射波を測定することが好ましい一方、測定対象物の大きさによっては測定対象物から十分離れた位置で反射波を測定することが現実的でない場合がある。そこで、測定対象物の近傍における反射波の測定結果を分析して所望のRCSを推定する、近傍界遠方界変換が提案されている。近傍界遠方界変換では、レーダ波が散乱する測定対象物上の各散乱点と反射波を測定する測定アンテナの間の距離を、測定対象物上の代表位置と測定アンテナの間の距離で近似することによる、グリーン関数の振幅近似が行われる。   However, in the definition of RCS, it is preferable to measure the reflected wave at a position sufficiently far from the measurement object to directly determine RCS, but depending on the size of the measurement object, a position sufficiently away from the measurement object It may not be practical to measure the reflected wave at Therefore, near-field far-field transformation has been proposed in which the measurement result of the reflected wave in the vicinity of the measurement object is analyzed to estimate a desired RCS. In near-field far-field transformation, the distance between each scattering point on the measurement object on which the radar wave scatters and the measurement antenna measuring the reflected wave is approximated by the distance between the representative position on the measurement object and the measurement antenna An approximation of the Green's function is performed by

グリーン関数の振幅近似の近似誤差は、RCSの推定精度を低下させる。そこで、グリーン関数の近似誤差を低減させる方法として、測定対象物の領域を複数の分割領域に分割し、分割領域毎に散乱点と測定アンテナの距離の近似を行う目標分割法が提案されている。なお、三次元モデル上で領域分割を行いRCSを推定する近傍界遠方界変換の方法が提案されている。また、二次元モデル上で領域分割を行いRCSを推定する近傍界遠方界変換の方法が提案されている。   The approximation error of the Green's function amplitude approximation reduces the estimation accuracy of RCS. Therefore, as a method of reducing the approximation error of the Green function, a target division method has been proposed in which the region of the measurement object is divided into a plurality of divided regions and the distance between the scattering point and the measurement antenna is approximated for each divided region. . A near-field far-field transformation method has been proposed in which region segmentation is performed on a three-dimensional model to estimate RCS. Also, a near-field far-field transformation method has been proposed in which region segmentation is performed on a two-dimensional model to estimate RCS.

Georg Schnattinger, Raimund A. M. Mauermayer and Thomas F. Eibert, "Monostatic Radar Cross Section Near-Field Far-Field Transformations by Multilevel Plane-Wave Decomposition", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 62, No. 8, pp. 4259-4268, August 2014.Georg Schnattinger, Raimund AM Mauermayer and Thomas F. Eibert, "Monostatic Radar Cross Section Near-Field Far-Field Transformations by Multilevel Plane-Wave Decomposition", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 62, No. 8, pp. 4259 -4268, August 2014. Shuntaro Omi, Toru Uno, Takuji Arima, Takao Fujii and Yujiro Kushiyama, "Near-Field Far-Field Transformation Utilizing 2-D Plane-Wave Expansion for Monostatic RCS Extrapolation", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 15, pp. 1971-1974, March 2016.Shuntaro Omi, Toru Uno, Takuji Arima, Takao Fujii and Yujiro Kushiyama, "Near-Field Far-Field Transformation Utilizing 2-D Plane-Wave Expansion for Monostatic RCS Extrapolation", IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 15, pp. 1971-1974, March 2016. Jiming Song and Weng Cho Chew, "Error Analysis for the Truncation of Multipole Expansion of Vector Green's Functions", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 11, No. 7, pp311-313, July 2001.Jiming Song and Weng Cho Chew, "Error Analysis for Multipole Expansion of Vector Green's Functions", IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 11, No. 7, pp 311-313, July 2001.

しかし、従来の近傍界遠方界変換では、測定対象物の領域をどの程度の大きさ(分割サイズ)の分割領域に分ければよいかが不明であった。そのため、分割サイズが小さすぎることで計算負荷が過大になってしまうリスクや、分割サイズが大きすぎることで推定精度が低くなってしまうリスクなどがあり、近傍界遠方界変換が非効率になることがあるという問題がある。   However, in the conventional near-field to far-field conversion, it has been unclear what size (division size) should be used to divide the area of the measurement object. Therefore, there is a risk that the computational load will be excessive due to the division size being too small, and a risk that the estimation accuracy may become poor due to the division size being too large, making near-field far-field transformation inefficient. There is a problem that there is.

1つの側面では、本発明は、近傍界遠方界変換による推定を効率化できる推定プログラム、推定装置および推定方法を提供することを目的とする。   In one aspect, the present invention aims to provide an estimation program, an estimation apparatus and an estimation method that can make near field far field transformation estimation efficient.

1つの態様では、コンピュータに以下の処理を実行させる推定プログラムが提供される。対象物に対して照射した電波に対応する反射波を測定した測定位置を示す位置データと、測定位置における反射波の測定結果を示す測定値データとを取得する。位置データを用いて対象物と測定位置との間で算出された距離と、対象物を含む領域の分割方法に応じて発生する誤差に対して指定された許容誤差とに基づいて、対象物を含む領域から分割される複数の分割領域の分割サイズを決定する。決定した分割サイズと測定値データとを用いて、測定位置よりも対象物から離れた位置で反射波を測定した場合の対象物に対応する反射断面積または反射波の強度を推定する。   In one aspect, an estimation program that causes a computer to perform the following processing is provided. Position data indicating the measurement position at which the reflected wave corresponding to the radio wave irradiated to the object is measured and measurement value data indicating the measurement result of the reflected wave at the measurement position are acquired. The object is determined based on the distance calculated between the object and the measurement position using the position data and the tolerance specified for the error that occurs according to the division method of the area containing the object. The division size of the plurality of divided areas divided from the area to be included is determined. Using the determined division size and measurement value data, the intensity of the reflection cross section or the reflection wave corresponding to the object when the reflection wave is measured at a position farther from the object than the measurement position is estimated.

また、1つの態様では、記憶部と処理部とを有する推定装置が提供される。また、1つの態様では、コンピュータが実行する推定方法が提供される。   In one aspect, an estimation device is provided that has a storage unit and a processing unit. Also, in one aspect, a computer implemented estimation method is provided.

1つの側面では、近傍界遠方界変換による推定が効率化される。   In one aspect, near field far field transformation estimation is streamlined.

第1の実施の形態の推定装置を説明する図である。It is a figure explaining an estimating device of a 1st embodiment. 第2の実施の形態の情報処理システムの例を示す図である。It is a figure showing the example of the information processing system of a 2nd embodiment. RCS計測装置のハードウェア例を示すブロック図である。It is a block diagram showing the example of hardware of RCS measuring device. 目標分割法による近傍界遠方界変換のモデル例を示す図である。It is a figure which shows the example of a model of near-field far-field transformation by the target division method. RCS計測装置の機能例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function example of RCS measuring device. パラメータテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a parameter table. 測定値テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measured value table. 測定位置テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement position table. 位置対応付けテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a position matching table. 偏波角度テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a polarization angle table. 角度対応付けテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of an angle matching table. 指向性テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a directivity table. 遠方RCSテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a distant RCS table. 第1の近傍界遠方界変換の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of 1st near-field far-field transformation. 第2の近傍界遠方界変換の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of 2nd near-field far-field transformation. 船モデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a ship model. 船モデルに対する誤差テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the difference | error table with respect to a ship model. 船モデルの第1のRCS算出例を示すグラフである。It is a graph which shows the 1st RCS calculation example of a ship model. 船モデルの第2のRCS算出例を示すグラフである。It is a graph which shows the 2nd RCS calculation example of a ship model. 船モデルの第3のRCS算出例を示すグラフである。It is a graph which shows the 3rd RCS calculation example of a ship model. ランダム平板モデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a random plate model. ランダム平板モデルに対する誤差テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the difference | error table with respect to a random plate model. ランダム平板モデルの第1のRCS算出例を示すグラフである。It is a graph which shows the 1st RCS calculation example of a random plate model. ランダム平板モデルの第2のRCS算出例を示すグラフである。It is a graph which shows the 2nd RCS calculation example of a random plate model. ランダム平板モデルの第3のRCS算出例を示すグラフである。It is a graph which shows the 3rd RCS calculation example of a random plate model.

以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態を説明する。
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
The first embodiment will be described.

図1は、第1の実施の形態の推定装置を説明する図である。
第1の実施の形態の推定装置10は、対象物の近傍における反射波の測定結果を分析して、近傍界遠方界変換により対象物の反射断面積を推定する。推定装置10として、ユーザが操作するクライアントコンピュータや、クライアントコンピュータからアクセスされるサーバコンピュータなどの情報処理装置を用いることができる。
FIG. 1 is a diagram for explaining an estimation apparatus according to the first embodiment.
The estimation apparatus 10 of the first embodiment analyzes the measurement result of the reflected wave in the vicinity of the object, and estimates the reflection cross section of the object by near-field far-field transformation. As the estimation device 10, an information processing device such as a client computer operated by a user or a server computer accessed by the client computer can be used.

推定装置10は、記憶部11および処理部12を有する。記憶部11は、RAM(Random Access Memory)などの揮発性の半導体メモリでもよいし、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの不揮発性のストレージでもよい。処理部12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)などのプロセッサである。ただし、処理部12は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などの特定用途の電子回路を含んでもよい。プロセッサは、RAMなどのメモリ(記憶部11でもよい)に記憶されたプログラムを実行する。プログラムには推定プログラムが含まれる。複数のプロセッサの集合を「マルチプロセッサ」または単に「プロセッサ」と言うことがある。   The estimation device 10 includes a storage unit 11 and a processing unit 12. The storage unit 11 may be a volatile semiconductor memory such as a random access memory (RAM) or a non-volatile storage such as a hard disk drive (HDD) or a flash memory. The processing unit 12 is, for example, a processor such as a central processing unit (CPU) or a digital signal processor (DSP). However, the processing unit 12 may include an electronic circuit for a specific application such as an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA). The processor executes a program stored in a memory (may be the storage unit 11) such as a RAM. The program includes an estimation program. A set of multiple processors may be referred to as a "multiprocessor" or simply a "processor."

記憶部11は、位置データ13および測定値データ14を記憶する。位置データ13は、対象物21に対して照射した電波に対応する反射波を測定した測定位置22を示す。測定値データ14は、測定位置22における反射波の測定結果を示す。対象物21は、飛行機や船など反射断面積を算出する対象となる物体である。測定値データ14は、例えば、測定位置22で反射波を受信した際に測定された受信電圧を含む。例えば、対象物21および測定位置22が同一の電波暗室に設けられ、電波暗室内で反射波が測定される。電波暗室は対象物21のサイズに対して比較的小さな部屋でもよく、測定位置22は反射断面積を直接的に算出する場合よりも対象物21に近い位置でよい。なお、位置データ13は異なる複数の測定位置を示していてもよく、測定値データ14はそれら複数の測定位置に対応する複数の測定結果を示していてもよい。   The storage unit 11 stores position data 13 and measured value data 14. The position data 13 indicates the measurement position 22 at which the reflected wave corresponding to the radio wave emitted to the object 21 is measured. The measurement value data 14 indicates the measurement result of the reflected wave at the measurement position 22. The object 21 is an object such as an airplane or a ship whose reflection cross section is to be calculated. The measured value data 14 includes, for example, the received voltage measured when the reflected wave is received at the measurement position 22. For example, the object 21 and the measurement position 22 are provided in the same anechoic chamber, and the reflected wave is measured in the anechoic chamber. The anechoic chamber may be a relatively small room with respect to the size of the object 21, and the measurement position 22 may be closer to the object 21 than when the reflection cross section is directly calculated. The position data 13 may indicate a plurality of different measurement positions, and the measurement value data 14 may indicate a plurality of measurement results corresponding to the plurality of measurement positions.

処理部12は、位置データ13を用いて、対象物21と測定位置22との間で定義される距離15を算出する。また、処理部12は、対象物21を含む領域の分割方法に応じて発生する誤差に対して指定された許容誤差16を取得する。そして、処理部12は、算出した距離15と指定された許容誤差16とに基づいて、対象物21を含む領域から分割される複数の分割領域の分割サイズ17を決定する。   The processing unit 12 uses the position data 13 to calculate the distance 15 defined between the object 21 and the measurement position 22. In addition, the processing unit 12 acquires the tolerance 16 specified for the error generated according to the division method of the area including the object 21. Then, the processing unit 12 determines the division size 17 of the plurality of divided areas divided from the area including the object 21 based on the calculated distance 15 and the specified tolerance error 16.

分割サイズ17は、例えば、対象物21を含む領域を分割して得られる各分割領域の半径である。誤差は、例えば、照射された電波が散乱した散乱点と測定位置22との間の距離を、散乱点が属する分割領域内の代表位置と測定位置22との間の距離で近似する近似処理によって発生する誤差である。ある分割領域の代表位置は、例えば、その分割領域の中心位置である。上記の近似誤差は、例えば、グリーン関数の振幅近似において発生する。誤差は分割サイズ17に依存する。例えば、分割サイズ17が大きいほど誤差が大きくなり、分割サイズ17が小さいほど誤差が小さくなる。   The division size 17 is, for example, the radius of each divided area obtained by dividing the area including the object 21. The error is, for example, an approximation process that approximates the distance between the scattering point where the radiated radio wave is scattered and the measurement position 22 by the distance between the representative position in the divided area to which the scattering point belongs and the measurement position 22. It is an error that occurs. The representative position of a certain divided area is, for example, the center position of the divided area. The above approximation error occurs, for example, in the amplitude approximation of the Green's function. The error depends on the division size 17. For example, the larger the division size 17, the larger the error, and the smaller the division size 17, the smaller the error.

許容誤差16は、ユーザが推定装置10に対して入力した値でもよいし、予め設定された所定の値でもよい。許容誤差16は、好ましくは10%程度である。分割サイズ17を決定するための距離15として、対象物21と測定位置22との間の最小距離を用いてもよい。また、分割サイズ17を決定するための距離15として、各分割領域の代表位置と測定位置22との間の距離のうちの最小距離を用いてもよい。ただし、後者の場合には、分割サイズ17を変えると対象物21を含む領域の分割方法が変わって距離15も変わってしまうため、試行錯誤的に好ましい分割サイズ17を決定することになる。   The tolerance 16 may be a value input to the estimation device 10 by the user, or may be a predetermined value set in advance. The tolerance 16 is preferably about 10%. As the distance 15 for determining the division size 17, the minimum distance between the object 21 and the measurement position 22 may be used. Further, as the distance 15 for determining the division size 17, the minimum distance among the distances between the representative position of each division area and the measurement position 22 may be used. However, in the latter case, if the division size 17 is changed, the division method of the area including the object 21 is changed, and the distance 15 is also changed. Therefore, the preferable division size 17 is determined by trial and error.

分割サイズ17の決定では、例えば、分割サイズと誤差と距離の間の対応関係を示す対応情報が参照される。この対応情報を用いて、算出した距離15と指定された許容誤差16とに対応する分割サイズ17を選択することができる。分割サイズ17は、好ましくは、距離15のもとで発生し得る誤差が許容誤差16以下になるような分割サイズのうち最大の分割サイズである。分割サイズ17が大きいほど以降の計算負荷が低くなり、分割サイズ17が小さいほど以降の計算負荷が高くなる。   In the determination of the division size 17, for example, correspondence information indicating the correspondence between the division size, the error, and the distance is referred to. Using this correspondence information, the division size 17 corresponding to the calculated distance 15 and the specified tolerance error 16 can be selected. The division size 17 is preferably the largest division size among the division sizes such that an error that may occur under the distance 15 is less than or equal to a tolerance of 16. The larger the division size 17 is, the lower the calculation load on the subsequent, and the smaller the division size 17 is, the higher the calculation load on the following.

処理部12は、決定した分割サイズ17と測定値データ14とを用いて反射断面積18(レーダ反射断面積やRCSと言うことがある)を推定する。反射断面積18は、測定位置22よりも対象物21から離れた位置で反射波を測定した場合に得られる遠方の反射断面積である。処理部12は、推定した反射断面積18を示す推定データを出力する。処理部12は、反射断面積18を可視化した可視化データをディスプレイに表示してもよい。   The processing unit 12 estimates the reflection cross-sectional area 18 (sometimes referred to as radar reflection cross-sectional area or RCS) using the determined division size 17 and the measurement value data 14. The reflection cross section 18 is a far reflection cross section obtained when the reflected wave is measured at a position farther from the object 21 than the measurement position 22. The processing unit 12 outputs estimated data indicating the estimated reflection cross section 18. The processing unit 12 may display visualization data obtained by visualizing the reflection cross-sectional area 18 on a display.

また、処理部12は、反射断面積18に代えてまたは反射断面積18と合わせて、測定位置22よりも対象物21から離れた位置で測定した場合に得られる反射波の強度19を推定する。強度19は、例えば、反射断面積18から次のように算出することができる。   Further, the processing unit 12 estimates the intensity 19 of the reflected wave obtained when the measurement is performed at a position farther from the object 21 than the measurement position 22 instead of or in combination with the reflection cross section 18. . The intensity 19 can be calculated, for example, from the reflection cross section 18 as follows.

対象物21の中心から距離Rだけ離れた位置に受信アンテナを設置した場合における反射電力密度(反射波強度)は、反射電力密度=送信電力×送信アンテナ利得×反射断面積/(4πRと算出される。この受信アンテナの受信電力は、受信電力=反射電力密度×受信アンテナ利得×波長/(4π)と算出される。この2つの式から、受信電力=送信電力×送信アンテナ利得×受信アンテナ利得×波長×反射断面積/((4π)×R)と算出される。このように、反射断面積18が算出されると、任意の測定位置における反射波の強度19を算出することができる。ただし、上記は強度19を推定する方法の一例であり、他の方法によって強度19を推定してもよい。 The reflected power density (reflected wave intensity) when the receiving antenna is installed at a distance R from the center of the object 21 is: reflected power density = transmission power × transmission antenna gain × reflection cross section / (4πR 2 ) 2 Is calculated. The reception power of this reception antenna is calculated as: reception power = reflected power density × reception antenna gain × wavelength 2 / (4π). From these two equations, reception power = transmission power × transmission antenna gain × reception antenna gain × wavelength 2 × reflection cross section / ((4π) 3 × R 4 ) is calculated. Thus, when the reflection cross-sectional area 18 is calculated, the intensity 19 of the reflected wave at an arbitrary measurement position can be calculated. However, the above is an example of a method of estimating the intensity 19, and the intensity 19 may be estimated by another method.

第1の実施の形態の推定装置10によれば、測定位置22における反射波の測定結果を示す測定値データ14から、測定位置22よりも対象物21から離れた位置で反射波を測定した場合の反射断面積18または反射波の強度19が推定される。よって、対象物21の反射性能の分析を効率的に行うことができる。また、対象物21を含む領域を複数の分割領域に分割して推定処理を行うことで、推定精度を向上させることができる。   According to the estimation apparatus 10 of the first embodiment, when the reflected wave is measured at a position farther from the object 21 than the measurement position 22 from the measured value data 14 indicating the measurement result of the reflected wave at the measurement position 22 The reflection cross section 18 or the intensity 19 of the reflected wave is estimated. Thus, the analysis of the reflection performance of the object 21 can be efficiently performed. Further, the estimation accuracy can be improved by dividing the area including the object 21 into a plurality of divided areas and performing the estimation process.

また、対象物21と測定位置22の間で定義される距離15と指定された許容誤差16とから、好ましい分割サイズ17が決定される。これにより、ユーザが経験や勘に基づいて分割サイズ17を設定する場合よりも反射性能を効率的に推定することができる。例えば、分割サイズ17が大きすぎることによって反射断面積18や強度19の推定精度が著しく低下するリスクや、分割サイズ17が小さすぎることによって反射断面積18や強度19の推定に要する計算負荷が過大になるリスクを低減できる。よって、高い精度の反射断面積18や強度19を効率的に算出することが可能となる。   Also, from the distance 15 defined between the object 21 and the measuring position 22 and the specified tolerance 16 a preferred division size 17 is determined. As a result, the reflection performance can be estimated more efficiently than when the user sets the division size 17 based on experience and intuition. For example, there is a risk that the estimation accuracy of the reflection cross section 18 or the intensity 19 is significantly reduced due to the division size 17 being too large, or the calculation load required for the estimation of the reflection cross section 18 or the intensity 19 is too large Reduce the risk of Therefore, it is possible to efficiently calculate the reflection cross-sectional area 18 and the intensity 19 with high accuracy.

[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態を説明する。
図2は、第2の実施の形態の情報処理システムの例を示す図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the information processing system according to the second embodiment.

第2の実施の形態の情報処理システムは、コンパクトな電波暗室を用いて測定対象物の近傍でレーダ波に対する反射波を測定し、測定結果を分析して遠方のレーダ反射断面積(遠方RCS)を推定する。第2の実施の形態の情報処理システムは、電波暗室20、測定対象物30、RCS計測装置100および測定アンテナ111を含む。   The information processing system according to the second embodiment measures the reflected wave to the radar wave in the vicinity of the measurement object using a compact radio anechoic chamber, analyzes the measurement result, and determines the distant radar reflection cross section (far RCS) Estimate The information processing system according to the second embodiment includes an anechoic chamber 20, an object to be measured 30, an RCS measuring apparatus 100, and a measuring antenna 111.

電波暗室20は、外部からの電磁波を遮断し、内部で発生した電磁波が壁で反射しないように設計されたシールド空間である。電波暗室20を電波無響室と言うことがある。測定対象物30は、電波暗室20の内部に設置される。測定対象物30は、レーダ波を反射する散乱体であって、飛行機や船など遠方RCSを計測したい物体である。測定対象物30としては比較的大型の物体が想定される。RCS計測装置100は、測定対象物30の近傍で測定した反射波の測定結果を取得し、近傍界遠方界変換により遠方RCSを推定する情報処理装置である。測定アンテナ111はRCS計測装置100に接続される。   The anechoic chamber 20 is a shield space designed to block electromagnetic waves from the outside and prevent electromagnetic waves generated inside from being reflected by walls. The anechoic chamber 20 may be referred to as an anechoic chamber. The object to be measured 30 is placed inside the anechoic chamber 20. The measurement object 30 is a scatterer that reflects a radar wave, and is an object to measure a distant RCS such as an airplane or a ship. A relatively large object is assumed as the measurement object 30. The RCS measurement apparatus 100 is an information processing apparatus that acquires the measurement result of the reflected wave measured in the vicinity of the measurement object 30, and estimates the far RCS by near-field far-field transformation. The measurement antenna 111 is connected to the RCS measurement apparatus 100.

第2の実施の形態では、レーダ波を送信する送信アンテナと反射波を受信する受信アンテナとが同じ位置に配置されるモノスタティックレーダを使用する。測定アンテナ111は、単一のアンテナを送信アンテナかつ受信アンテナとして使用してもよいし、十分近付けて配置された送信アンテナと受信アンテナを個別に有していてもよい。   In the second embodiment, a monostatic radar in which a transmitting antenna for transmitting a radar wave and a receiving antenna for receiving a reflected wave are arranged at the same position is used. The measurement antenna 111 may use a single antenna as a transmission antenna and a reception antenna, or may separately have a transmission antenna and a reception antenna arranged sufficiently close to each other.

測定対象物30に対する測定アンテナ111の位置を変えながら、レーダ波を送信して反射波を測定し、複数の測定位置における反射波の測定結果を得る。好ましくは、測定対象物30の中心から一定距離だけ離れた位置に測定アンテナ111を配置し、複数の測定位置が円を形成するように測定位置を変化させる。これを実現するため、反射波を測定する毎に測定対象物30の周りを回るように測定アンテナ111を移動させてもよいし、測定対象物30を回転台に載せて測定対象物30を回転させてもよい。   While changing the position of the measurement antenna 111 with respect to the measurement object 30, the radar wave is transmitted to measure the reflected wave, and the measurement results of the reflected wave at a plurality of measurement positions are obtained. Preferably, the measurement antenna 111 is disposed at a position separated by a predetermined distance from the center of the measurement object 30, and the measurement positions are changed so that a plurality of measurement positions form a circle. In order to realize this, the measurement antenna 111 may be moved so as to go around the measurement object 30 every time the reflected wave is measured, or the measurement object 30 is placed on a rotation table and the measurement object 30 is rotated. You may

測定対象物30が大型である場合、電波暗室20の中で測定アンテナ111を測定対象物30から十分に離すことは難しく、遠方RCSを直接測定することは難しい。このため、測定対象物30の近傍における反射波の測定結果から、RCS計測装置100が近傍界遠方界変換によって遠方RCSを推定する。なお、測定アンテナ111から反射波の測定結果を収集する情報処理装置と遠方RCSを推定する情報処理装置とが別の情報処理装置であってもよく、RCS計測装置が電波暗室20の外部に配置されてもよい。   When the measurement object 30 is large, it is difficult to sufficiently separate the measurement antenna 111 from the measurement object 30 in the anechoic chamber 20, and it is difficult to directly measure the far RCS. For this reason, the RCS measuring apparatus 100 estimates the far RCS by near-field far-field transformation from the measurement result of the reflected wave in the vicinity of the measurement object 30. Note that the information processing apparatus that collects the measurement results of the reflected wave from the measurement antenna 111 and the information processing apparatus that estimates the distant RCS may be different information processing apparatuses, and the RCS measurement apparatus is disposed outside the radio anechoic chamber 20. It may be done.

図3は、RCS計測装置のハードウェア例を示すブロック図である。
RCS計測装置100は、CPU101、RAM102、HDD103、画像信号処理部104、入力信号処理部105、媒体リーダ106および通信インタフェース107,108を有する。上記のユニットはバスに接続されている。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of hardware of the RCS measurement apparatus.
The RCS measurement apparatus 100 includes a CPU 101, a RAM 102, an HDD 103, an image signal processing unit 104, an input signal processing unit 105, a medium reader 106, and communication interfaces 107 and 108. The above units are connected to the bus.

CPU101は、プログラムの命令を実行する演算回路を含むプロセッサである。CPU101は、HDD103に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部をRAM102にロードし、プログラムを実行する。なお、CPU101は複数のプロセッサコアを備えてもよく、RCS計測装置100は複数のプロセッサを備えてもよく、以下の処理を複数のプロセッサまたはプロセッサコアを用いて並列に実行してもよい。また、複数のプロセッサの集合を「マルチプロセッサ」または単に「プロセッサ」と言うことがある。   The CPU 101 is a processor including an arithmetic circuit that executes program instructions. The CPU 101 loads at least a part of a program or data stored in the HDD 103 into the RAM 102 and executes the program. The CPU 101 may include a plurality of processor cores, the RCS measurement apparatus 100 may include a plurality of processors, and the following processing may be performed in parallel using a plurality of processors or processor cores. Also, a set of multiple processors may be referred to as a "multiprocessor" or simply a "processor."

RAM102は、CPU101が実行するプログラムやCPU101が演算に用いるデータを一時的に記憶する揮発性の半導体メモリである。なお、RCS計測装置100は、RAM以外の種類のメモリを備えてもよく、複数個のメモリを備えてもよい。   The RAM 102 is a volatile semiconductor memory that temporarily stores programs executed by the CPU 101 and data used by the CPU 101 for computations. The RCS measurement apparatus 100 may include a memory of a type other than the RAM, or may include a plurality of memories.

HDD103は、OS(Operating System)やアプリケーションソフトウェアなどのソフトウェアのプログラム、および、データを記憶する不揮発性の記憶装置である。なお、RCS計測装置100は、フラッシュメモリやSSD(Solid State Drive)などの他の種類の記憶装置を備えてもよく、複数の不揮発性の記憶装置を備えてもよい。   The HDD 103 is a non-volatile storage device that stores software programs such as an operating system (OS) and application software, and data. The RCS measurement apparatus 100 may include another type of storage device such as a flash memory or a solid state drive (SSD), and may include a plurality of non-volatile storage devices.

画像信号処理部104は、CPU101からの命令に従って、RCS計測装置100に接続されたディスプレイ112に画像を出力する。ディスプレイ112としては、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機EL(OEL:Organic Electro-Luminescence)ディスプレイなど、任意の種類のディスプレイを用いることができる。   The image signal processing unit 104 outputs an image to the display 112 connected to the RCS measurement apparatus 100 according to an instruction from the CPU 101. As the display 112, any type of display such as a cathode ray tube (CRT) display, a liquid crystal display (LCD), or an organic electro-luminescence (OEL) display can be used.

入力信号処理部105は、RCS計測装置100に接続された入力デバイス113から入力信号を取得し、CPU101に出力する。入力デバイス113としては、マウスやタッチパネルやタッチパッドやトラックボールなどのポインティングデバイス、キーボード、リモートコントローラ、ボタンスイッチなどを用いることができる。また、RCS計測装置100に複数の種類の入力デバイスが接続されていてもよい。   The input signal processing unit 105 acquires an input signal from the input device 113 connected to the RCS measurement apparatus 100, and outputs the input signal to the CPU 101. As the input device 113, a mouse, a touch panel, a pointing device such as a touch pad or a track ball, a keyboard, a remote controller, a button switch, or the like can be used. In addition, a plurality of types of input devices may be connected to the RCS measurement apparatus 100.

媒体リーダ106は、記録媒体114に記録されたプログラムやデータを読み取る読み取り装置である。記録媒体114として、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク(MO:Magneto-Optical disk)、半導体メモリなどを使用できる。磁気ディスクには、フレキシブルディスク(FD:Flexible Disk)やHDDが含まれる。光ディスクには、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)が含まれる。   The media reader 106 is a reading device that reads programs and data recorded on the recording medium 114. As the recording medium 114, for example, a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk (MO: Magneto-Optical disk), a semiconductor memory or the like can be used. The magnetic disk includes a flexible disk (FD: Flexible Disk) and an HDD. The optical disc includes a CD (Compact Disc) and a DVD (Digital Versatile Disc).

媒体リーダ106は、例えば、記録媒体114から読み取ったプログラムやデータを、RAM102やHDD103などの他の記録媒体にコピーする。読み取られたプログラムは、例えば、CPU101によって実行される。なお、記録媒体114は可搬型記録媒体であってもよく、プログラムやデータの配布に用いられることがある。また、記録媒体114やHDD103を、コンピュータ読み取り可能な記録媒体と言うことがある。   The medium reader 106 copies, for example, a program or data read from the recording medium 114 to another recording medium such as the RAM 102 or the HDD 103. The read program is executed by the CPU 101, for example. The recording medium 114 may be a portable recording medium, and may be used for distribution of programs and data. Also, the recording medium 114 and the HDD 103 may be referred to as computer readable recording medium.

通信インタフェース107は、測定アンテナ111に接続される。通信インタフェース107は、CPU101からの指示に従って測定アンテナ111にレーダ波を送信させる。また、通信インタフェース107は、測定アンテナ111から反射波の受信電圧を取得する。測定アンテナ111は所定の指向性をもっている。   The communication interface 107 is connected to the measurement antenna 111. The communication interface 107 causes the measurement antenna 111 to transmit a radar wave in accordance with an instruction from the CPU 101. Further, the communication interface 107 acquires the reception voltage of the reflected wave from the measurement antenna 111. The measurement antenna 111 has a predetermined directivity.

通信インタフェース108は、ネットワーク115に接続され、ネットワーク115を介して他の情報処理装置と通信を行うインタフェースである。通信インタフェース108は、スイッチなどの有線通信装置とケーブルで接続される有線通信インタフェースでもよいし、基地局と無線リンクで接続される無線通信インタフェースでもよい。   The communication interface 108 is an interface that is connected to the network 115 and that communicates with other information processing apparatuses via the network 115. The communication interface 108 may be a wired communication interface connected to a wired communication device such as a switch via a cable or may be a wireless communication interface connected to a base station via a wireless link.

次に、近傍界遠方界変換について説明する。
図4は、目標分割法による近傍界遠方界変換のモデル例を示す図である。
RCS計測装置100は、測定対象物30を論理的に複数の分割領域に分割する。後述するように、測定対象物30を複数の分割領域に分割する方が分割しない場合よりも、グリーン関数の振幅近似誤差が小さくなり近傍界遠方界変換の変換誤差が小さくなる。
Next, the near-field far-field transformation will be described.
FIG. 4 is a diagram showing a model example of near-field far-field transformation by the target division method.
The RCS measurement apparatus 100 logically divides the measurement object 30 into a plurality of divided areas. As will be described later, when the measurement object 30 is divided into a plurality of divided regions, the amplitude approximation error of the Green function becomes smaller and the conversion error of the near-field far-field conversion becomes smaller than when not divided.

第2の実施の形態では説明を簡単にするために、測定対象物30の高さを無視して二次元の近傍界遠方界変換を採用する。また、測定対象物30が長細い形状をしており、複数の分割領域が一次元的に直線上に並ぶものと仮定する。図4は、測定対象物30を真上から見た状態を示している。x軸およびy軸によって形成されるxy平面は水平面に相当し、z軸は水平面に対する垂直方向に相当する。   In the second embodiment, in order to simplify the description, the height of the measurement object 30 is ignored and two-dimensional near-field far-field transformation is adopted. In addition, it is assumed that the measurement object 30 has a long and thin shape, and a plurality of divided areas are one-dimensionally aligned on a straight line. FIG. 4 shows the measurement object 30 viewed from directly above. The xy plane formed by the x and y axes corresponds to the horizontal plane, and the z axis corresponds to the direction perpendicular to the horizontal plane.

二次元の近傍界遠方界変換については、例えば、上記の非特許文献2にも記載されている。なお、第2の実施の形態では二次元の近傍界遠方界変換の例を説明するが、三次元の近傍界遠方界変換を採用することも可能である。三次元の近傍界遠方界変換については、例えば、上記の非特許文献1に記載されている。また、第2の実施の形態では複数の分割領域が直線上に並ぶような長細い測定対象物の例を用いているが、複数の分割領域が平面的に並ぶような幅の大きな測定対象物について、第2の実施の形態の近傍界遠方界変換を適用することも可能である。その場合、測定対象物が収まる矩形領域をx軸方向およびy軸方向に分割し、測定対象物が存在する分割領域のみ以下の計算を行えばよい。   The two-dimensional near-field far-field transformation is also described, for example, in the above-mentioned Non-Patent Document 2. In the second embodiment, an example of two-dimensional near-field far-field transformation will be described. However, three-dimensional near-field far-field transformation can also be employed. The three-dimensional near-field far-field transformation is described in, for example, Non-Patent Document 1 above. Further, in the second embodiment, although an example of a long and thin measurement object in which a plurality of divided areas are arranged on a straight line is used, a large measurement object having a width in which a plurality of divided areas are arranged planarly It is also possible to apply the near-field far-field transformation of the second embodiment. In that case, the rectangular region in which the measurement object is accommodated may be divided in the x-axis direction and the y-axis direction, and the following calculation may be performed only for the division region in which the measurement object exists.

測定対象物30は長細い形状であるため、代表寸法Dとして長手方向の長さをもつ。測定対象物30の長手方向がx軸に沿っており、測定対象物30の中心がxy平面の原点である。ここでは分割数M=6として、測定対象物30を論理的に分割領域31〜36に分割している。分割領域31〜36はx軸上に並んでいる。   Since the measurement object 30 has a long thin shape, it has a length in the longitudinal direction as a representative dimension D. The longitudinal direction of the measurement object 30 is along the x-axis, and the center of the measurement object 30 is the origin of the xy plane. Here, the measurement target 30 is logically divided into divided regions 31 to 36, with the division number M = 6. The divided areas 31 to 36 are arranged on the x axis.

測定対象物30は分割サイズaで分割される。分割領域31〜36はそれぞれ半径aの円である。分割領域31〜36のうちp番目の分割領域に対して、その分割領域を代表する代表位置として中心位置rが定義される。中心位置rは円の中心である。 The measurement object 30 is divided by the division size a. The divided areas 31 to 36 are circles of radius a. For the p-th divided area among the divided areas 31 to 36, the central position r p is defined as a representative position representing the divided area. The center position r p is the center of the circle.

一方、xy平面における測定アンテナ111の位置はアンテナ位置rである。アンテナ位置rはxy平面においてx軸に対して角度φをなしている。測定アンテナ111からp番目の分割領域に到達したレーダ波は、散乱点rで散乱する。ただし、後述するように、中心位置rを散乱点rとみなし、アンテナ位置rと散乱点rの距離をアンテナ位置rと中心位置rの距離で近似することがある。 On the other hand, the position of the measurement antenna 111 in the xy plane is the antenna position r. The antenna position r forms an angle φ a with the x axis in the xy plane. The radar wave that has reached the p-th divided region from the measurement antenna 111 is scattered at the scattering point r * . However, as described later, it considers the center position r p and the scattering point r *, is to approximate the distance between the antenna position r and the scattering point r * in distance between the antenna position r and the center position r p.

散乱点rに到達したレーダ波は様々な方向に散乱して反射波を形成する。散乱角βは、xy平面においてq番目の反射方向がx軸に対してなす角度である。様々な方向に散乱したレーダ波が、アンテナ位置rで測定される受信電圧に影響を与える。 The radar wave that has reached the scattering point r * is scattered in various directions to form a reflected wave. The scattering angle β q is an angle that the q-th reflection direction makes with the x axis in the xy plane. Radar waves scattered in various directions affect the received voltage measured at antenna position r.

上記のモデルを利用して近傍界遠方界変換を数学的に定義する。
アンテナ位置rと散乱点rの距離を、アンテナ位置rと中心位置rの距離で近似することで、数式(1)のようにグリーン関数の振幅近似が行われる。数式(1)においてkは波数でありk=2π/λ(λは波長)である。数式(1)と平面波展開を用いることで、数式(2)の変換積分式が生成される。数式(2)において、U(r)はアンテナ位置rで測定された受信電圧、Cはkなどから算出される定数、W(β)は受信アンテナの指向性、W(β)は送信アンテナの指向性である。S(β)は遠方RCSであり、近傍界遠方界変換で求めたい未知変数である。
The near-field far-field transformation is mathematically defined using the above model.
By approximating the distance between the antenna position r and the scattering point r * by the distance between the antenna position r and the center position r p , the amplitude approximation of the Green's function is performed as shown in Formula (1). In equation (1), k is the wave number and k = 2π / λ (λ is the wavelength). The transformation integral equation of equation (2) is generated by using equation (1) and plane wave expansion. In equation (2), U R (r) is the received voltage measured at antenna position r, C is a constant calculated from k etc., W R (β) is the directivity of the receiving antenna, W T (β) is It is the directivity of the transmitting antenna. S (β) is a distant RCS, which is an unknown variable to be obtained by near-field far-field transformation.

Figure 2019100772
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は伝達関数であり数式(3)のように定義される。数式(3)において、H (2)は第二種ハンケル関数である。Nは級数展開の打ち切りパラメータであり、例えば、数式(4)のように分割サイズaから決定することができる。数式(4)においてαは精度を考慮して設定される定数である。分割領域の直径2aが波長λに対して十分に小さい場合、第2項が打ち切りパラメータNに大きな影響を与える。しかし、近傍界遠方界変換では直径2aが波長λに対して十分に小さいことは少ないため、第2項の影響は小さく第1項が支配的となる。そこで、N=2kaとみなすことができる。 T N is a transfer function and is defined as equation (3). In equation (3), H n (2) is the second Hankel function. N is a truncation parameter of series expansion, and can be determined from the division size a, for example, as in equation (4). In equation (4), α is a constant set in consideration of accuracy. If the diameter 2a of the split region is sufficiently small relative to the wavelength λ, the second term has a large influence on the truncation parameter N. However, in near-field far-field transformation, the diameter 2a is not sufficiently small relative to the wavelength λ, so the influence of the second term is small and the first term becomes dominant. Therefore, it can be regarded as N = 2 ka.

Figure 2019100772
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数式(2)は、様々な散乱角βに対する値を伝達関数Tで重み付けして合計することを含む。遠方RCSを計算するにあたり、散乱角βは連続値でなく離散値でよい。散乱角βの積分ステップは、例えば、2π/4Nのように決定される。また、数式(2)は、複数の分割領域に対する値を合計することを含む。数式(2)からは、1つのアンテナ位置rに対して、β,β,β,…に関する複数の未知変数S(β)を含む1つの一次方程式が生成される。複数のアンテナ位置に対して連立一次方程式が生成される。この連立一次方程式を解くことで、各散乱角βに対する遠方RCSを導出できる。 Equation (2) involves summing the values for various scattering angles β weighted by the transfer function T N. In calculating the far RCS, the scattering angle β may not be a continuous value but a discrete value. The integration step of the scattering angle β is determined as, for example, 2π / 4N. Equation (2) also includes summing the values for the plurality of divided areas. From equation (2), one linear equation including a plurality of unknown variables S (β) with respect to β 1 , β 2 , β 3 ,... Is generated for one antenna position r. Simultaneous linear equations are generated for a plurality of antenna positions. By solving this simultaneous linear equation, it is possible to derive the far RCS for each scattering angle β.

上記のように、グリーン関数の振幅近似により、アンテナ位置rと散乱点rの距離がアンテナ位置rと中心位置rの距離で近似される。分割サイズaが小さいほど、散乱点rと中心位置rは近くなるためグリーン関数の振幅近似誤差は小さくなる。これにより、近傍界遠方界変換の変換誤差が小さくなる。一方、分割サイズaが小さいほど分割領域が増加し、数式(2)の方程式が大規模化して計算量が大きくなる。分割サイズaをユーザの経験や勘に基づいて設定すると、近傍界遠方界変換が非効率になるおそれがある。そこで、RCS計測装置100は、適切な分割サイズaを自動的に決定する。 As described above, the distance between the antenna position r and the scattering point r * is approximated by the distance between the antenna position r and the center position r p by the amplitude approximation of the Green function. As the division size a is smaller, the scattering point r * and the center position r p are closer, so the amplitude approximation error of the Green function is smaller. This reduces the conversion error of the near-field far-field conversion. On the other hand, the smaller the division size a, the larger the division area, and the larger the size of the equation (2), the larger the amount of calculation. If the division size a is set based on the user's experience and intuition, there is a possibility that the near-field far-field transformation becomes inefficient. Therefore, the RCS measurement apparatus 100 automatically determines an appropriate division size a.

グリーン関数の振幅近似の許容誤差xと分割サイズaの関係について説明する。
数式(1)の両辺を数式(1)の左辺で割ると数式(5)のようになる。数式(5)の右辺の最大値を1+x以下に抑えるという条件から数式(6)が導出される。ここで、半径aの円の中でアンテナ位置rからの距離が最大になる散乱点rは、中心位置rを挟んでアンテナ位置rの反対側にある円周上の点である。よって、アンテナ位置rと散乱点rの距離の最大値は、アンテナ位置rと中心位置rの距離に分割サイズaを加えた値となり、数式(6)の左辺は数式(7)のように変形される。数式(6)と数式(7)から数式(8)が導出される。数式(8)を変形すると数式(9)が導出される。数式(9)は、分割サイズaと、グリーン関数の振幅近似の許容誤差xと、アンテナ位置rに最も近い分割領域の中心位置rとアンテナ位置rの距離との間の関係を示している。
The relationship between the tolerance error x of the amplitude approximation of the Green function and the division size a will be described.
If both sides of equation (1) are divided by the left side of equation (1), equation (5) is obtained. Formula (6) is derived from the condition that the maximum value on the right side of Formula (5) is suppressed to 1 + x or less. Here, the scattering point r * at which the distance from the antenna position r is the largest among the circles of the radius a is a point on the circumference on the opposite side of the antenna position r with respect to the central position r p . Therefore, the maximum value of the distance between the antenna position r and the scattering point r * is a value obtained by adding the division size a to the distance between the antenna position r and the center position r p , and the left side of equation (6) is given by equation (7) Transformed into Formula (8) is derived from Formula (6) and Formula (7). Equation (9) is derived by modifying Equation (8). Equation (9) shows the relationship between the division size a, the tolerance error x of the amplitude approximation of the Green function, and the distance between the center position r p of the division area closest to the antenna position r and the antenna position r .

Figure 2019100772
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分割サイズaが数式(9)を満たせば、グリーン関数の振幅近似誤差を許容誤差x以下に抑えることができる。ただし、分割サイズaが小さいほど近傍界遠方界変換の計算量が大きくなるため、数式(9)を満たす範囲で分割サイズaをできる限り大きくすることが好ましい。後述するように、グリーン関数の振幅近似の好ましい許容誤差xはx=0.1(10%)である。x=0.1と設定した場合、数式(10)が用いられる。   If the division size a satisfies Expression (9), the amplitude approximation error of the Green function can be suppressed to the tolerance error x or less. However, the smaller the division size a, the larger the amount of calculation of the near-field / far-field transformation. Therefore, it is preferable to make the division size a as large as possible within the range satisfying the equation (9). As described later, the preferred tolerance x of the Green function's amplitude approximation is x = 0.1 (10%). If x = 0.1 is set, equation (10) is used.

Figure 2019100772
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なお、分割サイズaを変えると分割領域が変わるため、各分割領域の中心位置rも変わってしまう。すなわち、数式(9)の中心位置rは分割サイズaに依存する。後述するように第2の実施の形態では、数式(9)を満たす分割サイズaを決定する方法として第1法と第2法の2通りのアルゴリズムを例示する。 Since the division area changes when the division size a is changed, the central position r p of each division area also changes. That is, the central position r p of equation (9) depends on the division size a. As will be described later, in the second embodiment, two kinds of algorithms of the first method and the second method are illustrated as a method of determining the division size a which satisfies the equation (9).

次に、RCS計測装置100の機能について説明する。
図5は、RCS計測装置の機能例を示すブロック図である。
RCS計測装置100は、測定データ記憶部121、近傍界遠方界変換部122、領域分割部123、RCSデータ記憶部124およびRCS表示部125を有する。測定データ記憶部121およびRCSデータ記憶部124は、例えば、RAM102またはHDD103を用いて実装される。近傍界遠方界変換部122、領域分割部123およびRCS表示部125は、例えば、CPU101が実行するプログラムを用いて実装される。
Next, the function of the RCS measurement apparatus 100 will be described.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the function of the RCS measurement apparatus.
The RCS measurement apparatus 100 includes a measurement data storage unit 121, a near-field far-field conversion unit 122, an area division unit 123, an RCS data storage unit 124, and an RCS display unit 125. The measurement data storage unit 121 and the RCS data storage unit 124 are mounted using, for example, the RAM 102 or the HDD 103. The near-field / far-field transformation unit 122, the area division unit 123, and the RCS display unit 125 are implemented using, for example, a program executed by the CPU 101.

測定データ記憶部121は、測定アンテナ111を用いた反射波の測定結果を示す測定データを記憶する。測定データには、測定アンテナ111から取得した受信電圧のデータが含まれる。また、測定データには、測定アンテナ111のアンテナ位置およびアンテナ角度(偏波角度)、測定アンテナ111の指向性、測定対象物30の形状データ、使用するレーダ波の周波数など、測定条件のデータが含まれる。   The measurement data storage unit 121 stores measurement data indicating the measurement result of the reflected wave using the measurement antenna 111. The measurement data includes data of the received voltage acquired from the measurement antenna 111. In addition, the measurement data includes measurement conditions such as the antenna position and antenna angle (polarization angle) of the measurement antenna 111, the directivity of the measurement antenna 111, shape data of the measurement object 30, and the frequency of the radar wave used. included.

近傍界遠方界変換部122は、測定データ記憶部121に記憶された測定データを分析して、数式(1)〜(4)に基づく近傍界遠方界変換を行い、直接測定することが難しい遠方RCSを推定する。具体的には、近傍界遠方界変換部122は、各散乱角βの遠方RCSを示す未知変数を定義し、それら未知変数を含む連立一次方程式を生成し、その連立一次方程式を解くことで遠方RCSの推定値を算出する。   The near-field to far-field conversion unit 122 analyzes the measurement data stored in the measurement data storage unit 121, performs near-field to far-field conversion based on Expressions (1) to (4), and it is difficult to measure directly. Estimate RCS. Specifically, the near-field to far-field transformation unit 122 defines unknown variables indicating the far RCS of each scattering angle β, generates simultaneous linear equations including the unknown variables, and solves the simultaneous linear equations. Calculate the estimated value of RCS.

領域分割部123は、近傍界遠方界変換部122が近傍界遠方界変換を行うにあたり、測定対象物30を論理的に分割するための分割サイズaを決定する。具体的には、領域分割部123は、測定対象物30の形状と、測定アンテナ111のアンテナ位置rと、指定された許容誤差xから、数式(9)に従って好ましい分割サイズaを決定する。許容誤差xは、RCS計測装置100のユーザが明示的に指定してもよいし、x=0.1のように好ましい値が既定値として設定されていてもよい。   When the near-field / far-field transformation unit 122 performs near-field / far-field transformation, the area division unit 123 determines a division size a for logically dividing the measurement object 30. Specifically, the region division unit 123 determines a preferable division size a according to Expression (9) from the shape of the measurement object 30, the antenna position r of the measurement antenna 111, and the specified tolerance error x. The tolerance error x may be explicitly specified by the user of the RCS measurement apparatus 100, or a preferable value such as x = 0.1 may be set as a default value.

RCSデータ記憶部124は、近傍界遠方界変換部122が算出した各散乱角βの遠方RCSの推定値を示すRCSデータを記憶する。
RCS表示部125は、RCSデータ記憶部124に記憶されたRCSデータを出力する。例えば、RCS表示部125は、RCSデータを可視化して散乱角βと遠方RCSの関係を示すグラフを生成し、生成したグラフをディスプレイ112に表示させる。また、例えば、RCS表示部125は、散乱角βと遠方RCSの関係を示す一覧表をディスプレイ112に表示させる。なお、RCS計測装置100は、RCSデータまたはRCSデータを加工した加工データを、プリンタなど他の出力デバイスに出力してもよいし、外部の記憶装置に書き出してもよい。また、RCS計測装置100は、RCSデータまたは加工データを、ネットワーク115を介して他の情報処理装置に送信してもよい。
The RCS data storage unit 124 stores RCS data indicating the estimated value of the distant RCS of each scattering angle β calculated by the near-field / far-field conversion unit 122.
The RCS display unit 125 outputs the RCS data stored in the RCS data storage unit 124. For example, the RCS display unit 125 visualizes the RCS data to generate a graph indicating the relationship between the scattering angle β and the far RCS, and causes the display 112 to display the generated graph. Also, for example, the RCS display unit 125 causes the display 112 to display a list indicating the relationship between the scattering angle β and the far RCS. The RCS measurement apparatus 100 may output the processed data obtained by processing RCS data or RCS data to another output device such as a printer or may write the processed data to an external storage device. Also, the RCS measurement apparatus 100 may transmit RCS data or processing data to another information processing apparatus via the network 115.

図6は、パラメータテーブルの例を示す図である。
パラメータテーブル131は、測定データ記憶部121に記憶される。パラメータテーブル131は、パラメータ毎にパラメータ名と値の組を記憶する。パラメータには周波数および代表寸法が含まれる。周波数は、測定アンテナ111が送信するレーダ波の周波数である。周波数から波長λを算出できる。代表寸法は、測定対象物30の形状を表す形状データの例であり、測定対象物30を代表する長さである。第2の実施の形態の測定対象物30は長細い形状であるため、代表寸法は長手方向の長さである。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the parameter table.
The parameter table 131 is stored in the measurement data storage unit 121. The parameter table 131 stores pairs of parameter names and values for each parameter. Parameters include frequency and representative dimensions. The frequency is the frequency of the radar wave transmitted by the measurement antenna 111. The wavelength λ can be calculated from the frequency. The representative dimension is an example of shape data representing the shape of the measurement object 30, and is a length representative of the measurement object 30. Since the measurement object 30 of the second embodiment has a long and thin shape, the representative dimension is the length in the longitudinal direction.

図7は、測定値テーブルの例を示す図である。
測定値テーブル132は、測定データ記憶部121に記憶される。測定値テーブル132は、測定番号、受信電圧実部および受信電圧虚部の項目を含む。測定番号は、受信電圧の測定値を識別する。1つの受信電圧は、実部と虚部を含む複素数で表される。測定値テーブル132に記録された受信電圧は、送信電圧で正規化されている。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the measurement value table.
The measurement value table 132 is stored in the measurement data storage unit 121. The measurement value table 132 includes items of measurement number, received voltage real part, and received voltage imaginary part. The measurement number identifies the measurement of the received voltage. One received voltage is represented by a complex number including a real part and an imaginary part. The reception voltage recorded in the measurement value table 132 is normalized by the transmission voltage.

ここでは一例として、角度φを0.5度間隔でずらしながら、測定アンテナ111が測定対象物30の周りを1周回っている。よって、アンテナ位置rは360度÷0.5=720通り存在する。また、1つのアンテナ位置rに対して、測定アンテナ111はx,y,zの受信偏波の受信電圧を測定している。よって、1つのアンテナ位置rに対して3つの受信電圧が測定される。このため、測定値テーブル132には、720通り×3方向=2160個の受信電圧が記録されている。 Here, as an example, the measurement antenna 111 makes one turn around the measurement target 30 while shifting the angle φ a at 0.5 degree intervals. Therefore, the antenna positions r exist in 360 degrees3600.5 = 720. Also, for one antenna position r, the measurement antenna 111 measures the reception voltage of the reception polarization of x, y, z. Thus, three received voltages are measured for one antenna position r. Therefore, in the measurement value table 132, 720 ways × 3 directions = 2160 received voltages are recorded.

測定番号1〜720は、720通りのアンテナ位置rで測定された受信偏波xの受信電圧を示している。測定番号721〜1440は、720通りのアンテナ位置rで測定された受信偏波yの受信電圧を示している。測定番号1441〜2160は、720通りのアンテナ位置rで測定された受信偏波zの受信電圧を示している。   The measurement numbers 1 to 720 indicate the reception voltage of the reception polarization x measured at 720 antenna positions r. The measurement numbers 721 to 1440 indicate the reception voltage of the reception polarization y measured at 720 antenna positions r. Measurement numbers 1441 to 2160 indicate the received voltage of the received polarization z measured at 720 antenna positions r.

図8は、測定位置テーブルの例を示す図である。
測定位置テーブル133は、測定データ記憶部121に記憶される。測定位置テーブル133は、位置番号、x座標、y座標およびz座標の項目を含む。位置座標は、測定アンテナ111のアンテナ位置rを識別する。1つのアンテナ位置rは、x座標とy座標とz座標を含む三次元座標で表される。ただし、第2の実施の形態では二次元の近傍界遠方界変換を採用しているため、z座標は0に固定してよい。上記のように角度φが0.5度間隔である場合、測定位置テーブル133には720個の座標が記録される。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the measurement position table.
The measurement position table 133 is stored in the measurement data storage unit 121. The measurement position table 133 includes items of position number, x coordinate, y coordinate, and z coordinate. The position coordinates identify the antenna position r of the measurement antenna 111. One antenna position r is represented by three-dimensional coordinates including x-coordinates, y-coordinates and z-coordinates. However, in the second embodiment, since the two-dimensional near-field far-field transformation is adopted, the z-coordinate may be fixed to zero. As described above, in the case where the angles φ a are at 0.5 degree intervals, 720 coordinates are recorded in the measurement position table 133.

図9は、位置対応付けテーブルの例を示す図である。
位置対応付けテーブル134は、測定データ記憶部121に記憶される。位置対応付けテーブル134は、測定値テーブル132の測定番号と測定位置テーブル133の位置番号との対応関係を示す。ある測定番号とある位置番号が対応付けられているとき、当該測定番号が示す測定値テーブル132の受信電圧は、当該位置番号が示す測定位置テーブル133の座標で測定されたことを示す。位置対応付けテーブル134は、測定値テーブル132と同じ数のレコードを含む。1つのアンテナ位置でx,y,zの受信偏波の受信電圧が測定される場合、3つの測定番号に対して同じ位置番号が対応付けられる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the position correspondence table.
The position correspondence table 134 is stored in the measurement data storage unit 121. The position correspondence table 134 indicates the correspondence between the measurement numbers of the measurement value table 132 and the position numbers of the measurement position table 133. When a certain measurement number is associated with a certain position number, the received voltage of the measurement value table 132 indicated by the measurement number indicates that the measurement is performed at the coordinates of the measurement position table 133 indicated by the position number. The position correspondence table 134 includes the same number of records as the measurement value table 132. When the reception voltage of the reception polarization of x, y, z is measured at one antenna position, the same position numbers are associated with the three measurement numbers.

例えば、測定番号1〜720に対して位置番号1〜720が対応付けられる。また、測定番号721〜1440に対して位置番号1〜720が対応付けられる。また、測定番号1441〜2160に対して位置番号1〜720が対応付けられる。   For example, position numbers 1 to 720 are associated with measurement numbers 1 to 720, respectively. Further, position numbers 1 to 720 are associated with measurement numbers 721 to 1440. In addition, position numbers 1 to 720 are associated with measurement numbers 1441 to 2160.

図10は、偏波角度テーブルの例を示す図である。
偏波角度テーブル135は、測定データ記憶部121に記憶される。偏波角度テーブル135は、偏波角度(アンテナ角度)を列挙する。偏波角度テーブル135は、偏波角度番号、x軸角度、y軸角度およびz軸角度を含む。偏波角度番号は、三次元の偏波角度を識別する。x軸、y軸およびz軸それぞれの角度はラジアンで表現される。測定アンテナ111は、送信アンテナの偏波角度と受信アンテナの偏波角度を別個に設定することができる。偏波角度テーブル135には、例えば、723個の偏波角度が記録される。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a polarization angle table.
The polarization angle table 135 is stored in the measurement data storage unit 121. The polarization angle table 135 enumerates polarization angles (antenna angles). The polarization angle table 135 includes polarization angle numbers, x-axis angles, y-axis angles and z-axis angles. The polarization angle number identifies a three-dimensional polarization angle. The angle of each of the x-axis, y-axis and z-axis is expressed in radians. The measurement antenna 111 can set the polarization angle of the transmitting antenna and the polarization angle of the receiving antenna separately. For example, 723 polarization angles are recorded in the polarization angle table 135.

図11は、角度対応付けテーブルの例を示す図である。
角度対応付けテーブル136は、測定データ記憶部121に記憶される。角度対応付けテーブル136は、測定番号、送信偏波角度および受信偏波角度の項目を含む。角度対応付けテーブル136は、測定値テーブル132の測定番号1つに対して、偏波角度テーブル135の中から、送信アンテナの偏波角度の偏波角度番号1つと受信アンテナの偏波角度の偏波角度番号1つを対応付ける。ある測定番号とある偏波角度番号が対応付けられているとき、当該測定番号が示す測定値テーブル132の受信電圧は、当該偏波角度番号が示す偏波角度テーブル135の偏波角度で測定されたことを示す。角度対応付けテーブル136は、測定値テーブル132と同じ数のレコードを含む。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the angle correspondence table.
The angle correspondence table 136 is stored in the measurement data storage unit 121. The angle correspondence table 136 includes items of measurement number, transmission polarization angle and reception polarization angle. The angle correspondence table 136 has one polarization angle number of the polarization angle of the transmitting antenna and one polarization angle of the receiving antenna from the polarization angle table 135 for one measurement number of the measurement value table 132. Correspond to one wave angle number. When a certain measurement number is associated with a certain polarization angle number, the received voltage of the measurement value table 132 indicated by the measurement number is measured by the polarization angle of the polarization angle table 135 indicated by the polarization angle number. Show that. The angle correspondence table 136 includes the same number of records as the measurement value table 132.

例えば、測定番号1〜720に対して、偏波角度番号4〜723が送信偏波角度として対応付けられる。また、測定番号721〜1440に対して、偏波角度番号4〜723が送信偏波角度として対応付けられる。また、測定番号1441〜2160に対して、偏波角度番号4〜723が送信偏波角度として対応付けられる。また、測定番号1〜720に対して、偏波角度番号1が受信偏波角度として対応付けられる。また、測定番号721〜1440に対して、偏波角度番号2が受信偏波角度として対応付けられる。また、測定番号1441〜2160に対して、偏波角度番号3が受信偏波角度として対応付けられる。   For example, polarization angle numbers 4 to 723 are associated with the measurement numbers 1 to 720 as transmission polarization angles. Further, polarization angle numbers 4 to 723 are associated with the measurement numbers 721 to 1440 as transmission polarization angles. Further, polarization angle numbers 4 to 723 are associated with the measurement numbers 1441 to 2160 as transmission polarization angles. Further, the polarization angle number 1 is associated with the measurement numbers 1 to 720 as the reception polarization angle. The polarization angle number 2 is associated with the measurement numbers 721 to 1440 as the reception polarization angle. Further, the polarization angle number 3 is associated with the measurement numbers 1441 to 2160 as the reception polarization angle.

図12は、指向性テーブルの例を示す図である。
指向性テーブル137は、測定データ記憶部121に記憶される。ここでは送信アンテナと受信アンテナが同一であり、微小ダイポールアンテナの場合を想定しており、指向性テーブル137は送信アンテナの指向性と受信アンテナの指向性の両方に適用される。指向性テーブル137は、θ角度、φ角度、θ指向性実部、θ指向性虚部、φ指向性実部およびφ指向性虚部の項目を含む。θ角度は、ある方向とz軸との間のなす角度である。φ角度は、ある方向とx軸との間のなす角度である。θ成分の指向性は、実部と虚部を含む複素数で表される。φ成分の指向性は、実部と虚部を含む複素数で表される。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the directivity table.
The directivity table 137 is stored in the measurement data storage unit 121. Here, it is assumed that the transmitting antenna and the receiving antenna are the same and the case of a small dipole antenna is assumed, and the directivity table 137 is applied to both the directivity of the transmitting antenna and the directivity of the receiving antenna. The directivity table 137 includes the items of θ angle, φ angle, θ directivity real part, θ directivity imaginary part, φ directivity real part, and φ directivity imaginary part. The θ angle is an angle between a certain direction and the z axis. The φ angle is the angle between a certain direction and the x axis. The directivity of the θ component is represented by a complex number including a real part and an imaginary part. The directivity of the φ component is represented by a complex number including a real part and an imaginary part.

ただし、ここではz軸に沿った微小ダイポールアンテナを想定しているため、φ指向性実部とφ指向性虚部が0に固定されている。また、φ角度が変化しても指向性データに影響がないため、0以外のφ角度を省略している。他の種類のアンテナを使用した場合、指向性テーブル137には0以外のφ指向性実部とφ指向性虚部が登録され得る。また、1つのθ角度に対して複数のφ角度が登録され得る。例えば、θ角度が1,3,5,…,179と2度間隔で変化し、φ角度が0,2,4,…,360と2度間隔で変化する。   However, since a small dipole antenna along the z axis is assumed here, the φ directivity real part and the φ directivity imaginary part are fixed to zero. In addition, since the directivity data is not affected even if the φ angle changes, φ angles other than 0 are omitted. When another type of antenna is used, φ directivity real part and φ directivity imaginary part other than 0 may be registered in directivity table 137. Also, multiple φ angles may be registered for one θ angle. For example, the θ angle changes at intervals of 2 degrees from 1, 3, 5,..., 179 and the angle φ changes at intervals of 2 degrees from 0, 2, 4,.

指向性テーブル137に記録された指向性は、測定アンテナ111のローカル座標系で表現されている。指向性テーブル137に記録された値は、偏波角度テーブル135および角度対応付けテーブル136を用いてグローバル座標系の値に変換することができる。偏波角度テーブル135を用いたローカル座標からグローバル座標への変換は、z軸(γ)、y軸(β)、x軸(α)の順に行われる。変換後のグローバル座標系の指向性が、数式(2)のW(β),W(β)に代入される。 The directivity recorded in the directivity table 137 is expressed in the local coordinate system of the measurement antenna 111. The values recorded in the directivity table 137 can be converted into values in the global coordinate system using the polarization angle table 135 and the angle correspondence table 136. Conversion from local coordinates to global coordinates using the polarization angle table 135 is performed in the order of z-axis (γ), y-axis (β), x-axis (α). The directivity of the global coordinate system after conversion is substituted into W R (β) and W T (β) of Expression (2).

図13は、遠方RCSテーブルの例を示す図である。
遠方RCSテーブル138は、RCSデータ記憶部124に記憶される。遠方RCSテーブル138は、β角度およびRCSの項目を含む。β角度は、遠方RCSを推定した散乱角を示す。遠方RCSテーブル138のRCSは、数式(2)に従って算出された遠方RCSの推定値であり、その単位はdBsmである。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a far RCS table.
The far RCS table 138 is stored in the RCS data storage unit 124. Distant RCS table 138 includes entries for β angle and RCS. The β angle indicates the scattering angle estimated for the far RCS. The RCS of the far RCS table 138 is an estimate of the far RCS calculated according to Equation (2), and its unit is dBsm.

次に、RCS計測装置100の処理手順について説明する。前述のように、数式(9)を満たすように分割サイズaを決定する方法として第1法と第2法が考えられる。
図14は、第1の近傍界遠方界変換の手順例を示すフローチャートである。
Next, the processing procedure of the RCS measurement apparatus 100 will be described. As described above, the first method and the second method can be considered as a method of determining the division size a so as to satisfy Expression (9).
FIG. 14 is a flow chart showing an example of the procedure of the first near-field far-field transformation.

(S10)領域分割部123は、グリーン関数の振幅近似の許容誤差xを指定する。例えば、領域分割部123はユーザから許容誤差xの入力を受け付ける。また、例えば、領域分割部123は許容誤差xをx=0.1(10%)に設定する。   (S10) The area dividing unit 123 specifies the allowable error x of the amplitude approximation of the Green function. For example, the area division unit 123 receives an input of the allowable error x from the user. Also, for example, the region division unit 123 sets the allowable error x to x = 0.1 (10%).

(S11)領域分割部123は、測定アンテナ111と測定対象物30の間の最小距離min|r−r|を算出する。この最小距離は、アンテナ位置rと散乱点rの距離の最小値である。最小距離は、アンテナ位置rが変化する中での全アンテナ位置rを通じた最小値である。最小距離は、領域分割部123がユーザから入力を受け付けてもよいし、領域分割部123が測定対象物30の形状データを用いて計算してもよい。 (S11) The area dividing unit 123 calculates the minimum distance min | r−r * | between the measurement antenna 111 and the measurement object 30. This minimum distance is the minimum value of the distance between the antenna position r and the scattering point r * . The minimum distance is the minimum value across all antenna positions r while the antenna position r changes. The minimum distance may be calculated by the area dividing unit 123 receiving an input from the user, or may be calculated using the shape data of the measurement object 30 by the area dividing unit 123.

(S12)領域分割部123は、アンテナ位置rと中心位置rの距離の最小値min|r−r|の近似値として、ステップS11の最小距離min|r−r|を採用する。min|r−r|は本来のmin|r−r|よりも若干小さな値である。一方で、min|r−r|は分割サイズaに依存しない。数式(9)の右辺のmin|r−r|をmin|r−r|に置換することで、分割サイズa(仮の分割サイズ)を求めるための数式(11)が得られる。領域分割部123は、数式(11)の右辺にステップS10の許容誤差xとステップS11の最小距離min|r−r|を代入して、分割サイズaを算出する。ここで算出する分割サイズaは、数式(11)を満たす最大の値であり、数式(11)の不等号を等号に置換して求められる値である。 (S12) the area dividing unit 123, the minimum value min of the distance between the antenna position r and the center position r p | as an approximation, the minimum distance min in step S11 | | r-r p r -r * | to adopt. min | r−r * | is a value slightly smaller than the original min | r−r p |. On the other hand, min | r−r * | does not depend on the division size a. By replacing min | r−r p | on the right side of Expression (9) with min | r−r * |, Expression (11) for obtaining the division size a * (temporary division size) is obtained. The area division unit 123 substitutes the tolerance x in step S10 and the minimum distance min | r−r * | in step S11 into the right side of equation (11) to calculate the division size a * . The division size a * calculated here is the maximum value satisfying expression (11), and is a value obtained by replacing the inequality sign of expression (11) with an equal sign.

Figure 2019100772
Figure 2019100772

(S13)領域分割部123は、分割数M=D/2aを決定する。なお、D/2aが整数にならない場合は小数点以下を切り上げて、分割数Mを整数にする。
(S14)領域分割部123は、分割サイズa=D/2Mを決定する。これにより、代表寸法DをM等分するような分割サイズaが決定される。
(S13) The area dividing unit 123 determines the number of divisions M = D / 2a * . If D / 2a * is not an integer, the decimal part is rounded up to make the division number M an integer.
(S14) The area division unit 123 determines the division size a = D / 2M. Thus, a division size a is determined so as to equally divide the representative dimension D by M.

(S15)近傍界遠方界変換部122は、数式(4)に従って伝達関数Tの打ち切りパラメータNをN=2kaと決定する。
(S16)近傍界遠方界変換部122は、測定対象物30を論理的に半径aの分割領域に分割し、代表寸法Dなどの形状データを用いて各分割領域の中心位置rを算出する。近傍界遠方界変換部122は、測定データ記憶部121に記憶された測定データと数式(2)を用いて、各散乱角βの遠方RCSを示すS(β)を未知変数として含む連立方程式を生成する。近傍界遠方界変換部122は、生成した連立方程式を解いて各散乱角βの遠方RCSの推定値を算出してRCSデータを生成し、RCSデータをRCSデータ記憶部124に格納する。RCSデータ記憶部124に格納されたRCSデータは、例えば、RCS表示部125によって可視化されてディスプレイ112に表示される。
(S15) Near-field far-field converter 122, determines a truncation parameter N of the transfer function T N and N = 2ka according to Equation (4).
(S16) The near-field far-field converter 122 logically divides the measurement object 30 into divided areas of radius a, and calculates the center position r p of each divided area using shape data such as representative dimension D. . The near-field / far-field transformation unit 122 uses the measurement data stored in the measurement data storage unit 121 and the equation (2) to generate a simultaneous equation including S (β) indicating the far RCS of each scattering angle β as an unknown variable. Generate The near-field / far-field transformation unit 122 solves the generated simultaneous equations, calculates an estimated value of the far RCS at each scattering angle β to generate RCS data, and stores the RCS data in the RCS data storage unit 124. The RCS data stored in the RCS data storage unit 124 is visualized by, for example, the RCS display unit 125 and displayed on the display 112.

上記の第1法によれば、min|r−r|をmin|r−r|で近似することで分割サイズaとの依存関係を解消することができる。よって、適切な分割サイズaを決定するための計算量が減少する。また、近似値であるmin|r−r|は本来のmin|r−r|よりも小さいため、許容誤差xに対して分割サイズaが若干小さな値になる。よって、第1法による近傍界遠方界変換は、精度が許容誤差xから想定される精度よりも若干高くなり、計算量が許容誤差xから想定される計算量よりも若干大きくなる。 According to the first method described above, by approximating min | r−r p | with min | r−r * |, it is possible to eliminate the dependency on the division size a. Therefore, the amount of calculation for determining the appropriate division size a is reduced. Further, since the approximate value min | r−r * | is smaller than the original min | r−r p |, the division size a is slightly smaller than the allowable error x. Therefore, in the near-field to far-field transformation by the first method, the accuracy is slightly higher than the accuracy assumed from the tolerance x, and the calculation amount is slightly larger than the calculation complexity estimated from the tolerance x.

図15は、第2の近傍界遠方界変換の手順例を示すフローチャートである。
(S20)領域分割部123は、グリーン関数の振幅近似の許容誤差xを指定する。例えば、領域分割部123はユーザから許容誤差xの入力を受け付ける。また、例えば、領域分割部123は許容誤差xをx=0.1(10%)に設定する。
FIG. 15 is a flowchart showing a procedure example of second near-field far-field transformation.
(S20) The area dividing unit 123 specifies the allowable error x of the amplitude approximation of the Green function. For example, the area division unit 123 receives an input of the allowable error x from the user. Also, for example, the region division unit 123 sets the allowable error x to x = 0.1 (10%).

(S21)領域分割部123は、分割数MをM=1に初期化する。
(S22)領域分割部123は、分割数MをM+1に更新する。
(S23)領域分割部123は、分割サイズa=D/2Mを算出する。
(S21) The area division unit 123 initializes the division number M to M = 1.
(S22) The area division unit 123 updates the division number M to M + 1.
(S23) The area division unit 123 calculates a division size a = D / 2M.

(S24)領域分割部123は、測定対象物30を論理的に半径aの分割領域に分割し、代表寸法Dなどの形状データを用いて各分割領域の中心位置rを算出する。
(S25)領域分割部123は、測定アンテナ111の各アンテナ位置rと各分割領域の中心位置rの距離を網羅的に算出し、最小距離min|r−r|を算出する。最小距離は、アンテナ位置rが変化する中での全アンテナ位置rを通じた最小値である。
(S24) The area dividing unit 123 logically divides the measurement target 30 into divided areas of radius a, and calculates the central position r p of each divided area using shape data such as representative dimensions D.
(S25) The area dividing unit 123 comprehensively calculates the distance between each antenna position r of the measurement antenna 111 and the central position r p of each divided area, and calculates the minimum distance min | r−r p |. The minimum distance is the minimum value across all antenna positions r while the antenna position r changes.

(S26)領域分割部123は、数式(9)の右辺に許容誤差xとステップS25のmin|r−r|を代入し、数式(9)の左辺に分割サイズaを代入する。そして、領域分割部123は、現在の分割数Mのもとで数式(9)の条件が満たされるか判断する。数式(9)の条件が満たされる場合、ステップS27に処理が進む。数式(9)の条件が満たされない場合、ステップS22に処理が進む。 (S26) The area dividing unit 123 substitutes the tolerance error x and min | r−r p | of step S25 into the right side of Formula (9), and substitutes the division size a into the left side of Formula (9). Then, the area division unit 123 determines whether the condition of Expression (9) is satisfied under the current number of divisions M. If the condition of Formula (9) is satisfied, the process proceeds to step S27. If the condition of Formula (9) is not satisfied, the process proceeds to step S22.

(S27)領域分割部123は、分割サイズaと分割数Mを確定する。
(S28)近傍界遠方界変換部122は、数式(4)に従って伝達関数Tの打ち切りパラメータNをN=2kaと決定する。
(S27) The area division unit 123 determines the division size a and the division number M.
(S28) Near-field far-field converter 122, determines a truncation parameter N of the transfer function T N and N = 2ka according to Equation (4).

(S29)近傍界遠方界変換部122は、測定対象物30を論理的に半径aの分割領域に分割し、代表寸法Dなどの形状データを用いて各分割領域の中心位置rを算出する。近傍界遠方界変換部122は、測定データ記憶部121に記憶された測定データと数式(2)を用いて、各散乱角βの遠方RCSを示すS(β)を未知変数として含む連立方程式を生成する。近傍界遠方界変換部122は、生成した連立方程式を解いて各散乱角βの遠方RCSの推定値を算出してRCSデータを生成し、RCSデータをRCSデータ記憶部124に格納する。RCSデータ記憶部124に格納されたRCSデータは、例えば、RCS表示部125によって可視化されてディスプレイ112に表示される。 (S29) The near-field far-field converter 122 logically divides the measurement object 30 into divided areas of radius a, and calculates the center position r p of each divided area using shape data such as representative dimension D. . The near-field / far-field transformation unit 122 uses the measurement data stored in the measurement data storage unit 121 and the equation (2) to generate a simultaneous equation including S (β) indicating the far RCS of each scattering angle β as an unknown variable. Generate The near-field / far-field transformation unit 122 solves the generated simultaneous equations, calculates an estimated value of the far RCS at each scattering angle β to generate RCS data, and stores the RCS data in the RCS data storage unit 124. The RCS data stored in the RCS data storage unit 124 is visualized by, for example, the RCS display unit 125 and displayed on the display 112.

上記の第2法によれば、グリーン関数の振幅近似誤差を許容誤差x以下に抑えられる範囲で最大の分割サイズaを求めることができる。よって、第2法による近傍界遠方界変換は、第1法による近傍界遠方界変換よりも計算量を削減できる。   According to the above-described second method, it is possible to obtain the largest division size a in the range in which the amplitude approximation error of the Green function can be suppressed to the allowable error x or less. Therefore, the near-field far-field transformation by the second method can reduce the amount of calculation compared to the near-field far-field transformation by the first method.

次に、第2の実施の形態の近傍界遠方界変換のシミュレーション例を示す。以下では、船モデルとランダム平板モデルの2通りのシミュレーション例を例示する。
図16は、船モデルの例を示す図である。
Next, a simulation example of the near-field far-field transformation of the second embodiment will be described. Below, two examples of simulation of a ship model and a random flat plate model are illustrated.
FIG. 16 is a diagram showing an example of a ship model.

このシミュレーション例では、測定対象物41が長細い船であり、代表寸法D=700mである。測定対象物41の中心がxy平面の原点であり、測定対象物41がx軸上に配置される。測定アンテナ111は、原点を中心とする半径700mの円42の円周上に配置される。レーダ波の周波数f=10MHz、送信は微小ダイポールによる垂直偏波(電界がz方向)、受信は微小ダイポールによるx,y,zの3方向偏波である。レーダ波の送信と反射波の受信は同じ位置で行われる。   In this simulation example, the measurement object 41 is a long and thin ship, and the representative dimension D is 700 m. The center of the measurement object 41 is the origin of the xy plane, and the measurement object 41 is disposed on the x axis. The measurement antenna 111 is disposed on the circumference of a circle 42 with a radius of 700 m centered on the origin. The frequency f of the radar wave is f = 10 MHz, transmission is vertical polarization by the small dipole (electric field is in the z direction), and reception is three-direction polarization of x, y, z by the small dipole. The transmission of the radar wave and the reception of the reflected wave are performed at the same position.

図17は、船モデルに対する誤差テーブルの例を示す図である。
誤差テーブル141は、図16の船モデルのシミュレーション結果を示す。誤差テーブル141は、分割数、NRMSE(Normalized Root Mean Square Error)、第1法の振幅近似誤差および第2法の振幅近似誤差の項目を含む。
FIG. 17 is a diagram showing an example of an error table for a ship model.
The error table 141 shows the simulation result of the ship model of FIG. The error table 141 includes items of the number of divisions, NRMSE (Normalized Root Mean Square Error), amplitude approximation error of the first method, and amplitude approximation error of the second method.

NRMSEは、数式(12)で定義される近傍界遠方界変換の変換誤差である。数式(12)において、σref(β)は散乱角βにおける正しい遠方RCS(基準値)であり、σtr(β)は近傍界遠方界変換によって算出した散乱角βにおける遠方RCSの推定値である。第1法の振幅近似誤差は、第1法で決定される分割サイズaとmin|r−r|(min|r−r|の近似値)を用いて数式(9)から算出されるxの値である。第2法の振幅近似誤差は、第2法で決定される分割サイズaとmin|r−r|を用いて数式(9)から算出されるxの値である。誤差テーブル141では、第1法の振幅近似誤差および第2法の振幅近似誤差の単位は%である。 NRMSE is a transformation error of the near-field far-field transformation defined by equation (12). In equation (12), σ refq ) is the correct far RCS (reference value) at the scattering angle β q , and σ trq ) is the far RCS at the scattering angle β q calculated by near-field far-field transformation Is an estimated value of The amplitude approximation error of the first method is calculated from Expression (9) using the division size a determined by the first method and min | r−r * | (the approximate value of min | r−r p |) It is the value of x. The amplitude approximation error of the second method is the value of x calculated from equation (9) using the division size a determined by the second method and min | r−r p |. In the error table 141, the unit of the amplitude approximation error of the first method and the amplitude approximation error of the second method is%.

Figure 2019100772
Figure 2019100772

第1法によれば、グリーン関数の振幅近似誤差が10%以下になる範囲における最小の分割数MはM=16である。第2法によれば、グリーン関数の振幅近似誤差が10%以下になる範囲における最小の分割数MはM=15である。近傍界遠方界変換の変換誤差を示すNRMSEは、分割数Mが大きいほど小さくなる。ただし、分割数Mの増加に対してNRMSEは収束していき、分割数Mを1つ増やすことによるNRMSEの減少量は小さくなっていく。このシミュレーション例によれば、分割数M=15およびM=16において近傍界遠方界変換の変換誤差が十分に収束している。よって、グリーン関数の振幅近似の許容誤差xを10%に設定すると、遠方RCSの推定精度と近傍界遠方界変換の計算量とのバランスを図ることができ、高精度の遠方RCSを効率的に算出できる。   According to the first method, the minimum division number M is M = 16 in the range in which the amplitude approximation error of the Green function is 10% or less. According to the second method, the minimum number M of divisions in the range in which the amplitude approximation error of the Green function is 10% or less is M = 15. NRMSE indicating the conversion error of the near-field far-field conversion decreases as the division number M increases. However, NRMSE converges with the increase of the division number M, and the decrease amount of NRMSE by increasing the division number M decreases. According to this simulation example, the conversion errors of the near-field far-field conversion sufficiently converge at the division numbers M = 15 and M = 16. Therefore, when the tolerance error x of the Green function's amplitude approximation is set to 10%, the estimation accuracy of the far RCS can be balanced with the calculation amount of the near field far field conversion, and the high precision far RCS can be efficiently performed. It can be calculated.

図18は、船モデルの第1のRCS算出例を示すグラフである。
グラフ50aは、各散乱角βに対する遠方RCSを示す。曲線51は、正しい遠方RCS(基準値)を示す。曲線52は、測定対象物41を複数の分割領域に分割せずに近傍界遠方界変換を行った場合の遠方RCSの推定値を示す。曲線52が示す遠方RCSは、曲線51が示す遠方RCSに対して大きな誤差がある。
FIG. 18 is a graph showing a first RCS calculation example of the ship model.
Graph 50a shows the far RCS for each scattering angle β. Curve 51 shows the correct far RCS (reference value). A curve 52 represents an estimated value of far RCS when near-field far-field transformation is performed without dividing the measurement object 41 into a plurality of divided regions. The far RCS indicated by the curve 52 has a large error relative to the far RCS indicated by the curve 51.

図19は、船モデルの第2のRCS算出例を示すグラフである。
グラフ50bは、グラフ50aと同様に各散乱角βに対する遠方RCSを示す。曲線51は、正しい遠方RCS(基準値)を示す。曲線53は、分割数M=15で測定対象物41を複数の分割領域に分割して近傍界遠方界変換を行った場合の遠方RCSの推定値を示す。曲線53が示す遠方RCSは、曲線51が示す遠方RCSに十分近く、近傍界遠方界変換の変換誤差が十分に小さく抑えられている。
FIG. 19 is a graph showing a second RCS calculation example of the ship model.
Graph 50b shows the far RCS for each scattering angle β, similar to graph 50a. Curve 51 shows the correct far RCS (reference value). A curve 53 shows an estimated value of far RCS when near-field far-field transformation is performed by dividing the measurement object 41 into a plurality of divided regions with a division number M = 15. The far RCS indicated by the curve 53 is sufficiently close to the far RCS indicated by the curve 51, and the conversion error of the near-field far-field conversion is suppressed sufficiently small.

図20は、船モデルの第3のRCS算出例を示すグラフである。
グラフ50cは、グラフ50a,50bと同様に各散乱角βに対する遠方RCSを示す。曲線51は、正しい遠方RCS(基準値)を示す。曲線54は、分割数M=16で測定対象物41を複数の分割領域に分割して近傍界遠方界変換を行った場合の遠方RCSの推定値を示す。曲線54が示す遠方RCSは、曲線51が示す遠方RCSに十分近く、近傍界遠方界変換の変換誤差が十分に小さく抑えられている。
FIG. 20 is a graph showing a third RCS calculation example of the ship model.
The graph 50c shows the far RCS with respect to each scattering angle β, similarly to the graphs 50a and 50b. Curve 51 shows the correct far RCS (reference value). A curve 54 shows an estimated value of far RCS when near-field far-field transformation is performed by dividing the measurement object 41 into a plurality of divided regions with a division number M = 16. The far RCS shown by the curve 54 is sufficiently close to the far RCS shown by the curve 51, and the conversion error of the near-field far-field conversion is suppressed sufficiently small.

図21は、ランダム平板モデルの例を示す図である。
ランダム平板モデルは、複数の微小な平板をランダムに回転させて配置したモデルである。このシミュレーション例では、測定対象物61として複数の平板をy軸上に間隔を空けて配置している。一方の端の平板から他方の端の平板までの距離が代表寸法D=1mである。測定対象物61の中心がxy平面の原点である。測定アンテナ111は、原点を中心とする半径1mの円62の円周上に配置される。レーダ波の周波数f=3GHz、送信は微小ダイポールによる水平偏波(電界がxy方向)、受信は微小ダイポールによるx,y,zの3方向偏波である。レーダ波の送信と反射波の受信は同じ位置で行われる。
FIG. 21 is a diagram showing an example of a random plate model.
The random flat plate model is a model in which a plurality of small flat plates are randomly rotated and arranged. In this simulation example, a plurality of flat plates as the measurement object 61 are arranged at intervals on the y axis. The distance from the plate at one end to the plate at the other end is a representative dimension D = 1 m. The center of the measurement object 61 is the origin of the xy plane. The measurement antenna 111 is disposed on the circumference of a circle 62 with a radius of 1 m centered on the origin. The frequency f of the radar wave is 3 GHz, transmission is horizontal polarization (small electric field in the xy direction) by a small dipole, and reception is three-direction polarization of x, y, z by a small dipole. The transmission of the radar wave and the reception of the reflected wave are performed at the same position.

図22は、ランダム平板モデルに対する誤差テーブルの例を示す図である。
誤差テーブル142は、図21のランダム平板モデルのシミュレーション結果を示す。誤差テーブル142は、誤差テーブル141と同様に、分割数、NRMSE、第1法の振幅近似誤差および第2法の振幅近似誤差の項目を含む。
FIG. 22 is a diagram showing an example of an error table for a random plate model.
The error table 142 shows the simulation result of the random plate model of FIG. Similar to the error table 141, the error table 142 includes the items of the division number, NRMSE, amplitude approximation error of the first method, and amplitude approximation error of the second method.

第1法によれば、グリーン関数の振幅近似誤差が10%以下になる範囲における最小の分割数MはM=16である。第2法によれば、グリーン関数の振幅近似誤差が10%以下になる範囲における最小の分割数MはM=15である。このシミュレーション例によれば、分割数M=15およびM=16において近傍界遠方界変換の変換誤差が十分に収束している。よって、グリーン関数の振幅近似の許容誤差xを10%に設定すると、遠方RCSの推定精度と近傍界遠方界変換の計算量とのバランスを図ることができ、高精度の遠方RCSを効率的に算出できる。なお、誤差テーブル141の振幅近似誤差と誤差テーブル142の振幅近似誤差が同じであるのは、代表寸法Dと測定アンテナ111の移動半径の比が共に1:1で同一であるためである。代表寸法Dと測定アンテナ111の移動半径の比が変われば、振幅近似誤差も誤差テーブル141,142と変わることになる。   According to the first method, the minimum division number M is M = 16 in the range in which the amplitude approximation error of the Green function is 10% or less. According to the second method, the minimum number M of divisions in the range in which the amplitude approximation error of the Green function is 10% or less is M = 15. According to this simulation example, the conversion errors of the near-field far-field conversion sufficiently converge at the division numbers M = 15 and M = 16. Therefore, when the tolerance error x of the Green function's amplitude approximation is set to 10%, the estimation accuracy of the far RCS can be balanced with the calculation amount of the near field far field conversion, and the high precision far RCS can be efficiently performed. It can be calculated. Note that the amplitude approximation error of the error table 141 and the amplitude approximation error of the error table 142 are the same because the ratio of the representative dimension D and the moving radius of the measurement antenna 111 is 1: 1. If the ratio of the representative dimension D to the moving radius of the measurement antenna 111 changes, the amplitude approximation error also changes to the error tables 141 and 142.

図23は、ランダム平板モデルの第1のRCS算出例を示すグラフである。
グラフ70aは、各散乱角βに対する遠方RCSを示す。曲線71は、正しい遠方RCS(基準値)を示す。曲線72は、測定対象物61を複数の分割領域に分割せずに近傍界遠方界変換を行った場合の遠方RCSの推定値を示す。曲線72が示す遠方RCSは、曲線71が示す遠方RCSに対して大きな誤差がある。
FIG. 23 is a graph showing a first RCS calculation example of the random plate model.
Graph 70a shows the far RCS for each scattering angle β. Curve 71 shows the correct far RCS (reference value). A curve 72 shows an estimated value of far RCS when near-field far-field transformation is performed without dividing the measurement object 61 into a plurality of divided regions. The far RCS indicated by the curve 72 has a large error relative to the far RCS indicated by the curve 71.

図24は、ランダム平板モデルの第2のRCS算出例を示すグラフである。
グラフ70bは、グラフ70aと同様に各散乱角βに対する遠方RCSを示す。曲線71は、正しい遠方RCS(基準値)を示す。曲線73は、分割数M=15で測定対象物61を複数の分割領域に分割して近傍界遠方界変換を行った場合の遠方RCSの推定値を示す。曲線73が示す遠方RCSは、曲線71が示す遠方RCSに十分近く、近傍界遠方界変換の変換誤差が十分に小さく抑えられている。
FIG. 24 is a graph showing a second RCS calculation example of the random plate model.
Graph 70b shows the far RCS for each scattering angle β, as does graph 70a. Curve 71 shows the correct far RCS (reference value). A curve 73 represents an estimated value of far RCS when near-field far-field transformation is performed by dividing the measurement object 61 into a plurality of divided regions with a division number M = 15. The far RCS indicated by the curve 73 is sufficiently close to the far RCS indicated by the curve 71, and the conversion error of the near-field far-field conversion is sufficiently suppressed.

図25は、ランダム平板モデルの第3のRCS算出例を示すグラフである。
グラフ70cは、グラフ70a,70bと同様に各散乱角βに対する遠方RCSを示す。曲線71は、正しい遠方RCS(基準値)を示す。曲線74は、分割数M=16で測定対象物61を複数の分割領域に分割して近傍界遠方界変換を行った場合の遠方RCSの推定値を示す。曲線74が示す遠方RCSは、曲線71が示す遠方RCSに十分近く、近傍界遠方界変換の変換誤差が十分に小さく抑えられている。
FIG. 25 is a graph showing a third RCS calculation example of the random plate model.
The graph 70c shows the far RCS for each scattering angle β, similarly to the graphs 70a and 70b. Curve 71 shows the correct far RCS (reference value). A curve 74 shows an estimated value of far RCS when near-field far-field transformation is performed by dividing the measurement object 61 into a plurality of divided regions with a division number M = 16. The far RCS shown by the curve 74 is sufficiently close to the far RCS shown by the curve 71, and the conversion error of the near-field far-field conversion is suppressed sufficiently small.

第2の実施の形態の情報処理システムによれば、測定対象物の近傍における反射波の測定結果から、近傍界遠方界変換によって遠方RCSを推定することができる。よって、コンパクトな電波暗室を利用して遠方RCSを求めることができ、大型散乱体のRCSを効率的に求めることが可能となる。また、測定対象物を論理的に複数の分割領域に分割して近傍界遠方界変換を行うことで、グリーン関数の振幅近似誤差を削減でき、近傍界遠方界変換の変換誤差を削減することができる。   According to the information processing system of the second embodiment, it is possible to estimate the far RCS by near-field far-field transformation from the measurement result of the reflected wave in the vicinity of the measurement object. Therefore, the remote RCS can be determined by using a compact anechoic chamber, and the RCS of a large scatterer can be efficiently determined. Further, by performing near-field far-field conversion by dividing the measurement object logically into a plurality of divided regions, it is possible to reduce the amplitude approximation error of the Green function and reduce the conversion error of the near-field far-field conversion it can.

また、グリーン関数の振幅近似の許容誤差を指定すれば、振幅近似誤差が許容誤差以下になる範囲で、できる限り大きな分割サイズ(小さな分割数)が自動的に決定される。よって、ユーザの経験や勘に依存して分割サイズを設定する場合と比べて、近傍界遠方界変換の精度が著しく低くなるリスクや計算量が過度に大きくなるリスクを減少させ、近傍界遠方界変換を効率的に行うことが可能となる。また、グリーン関数の振幅近似の許容誤差を10%に設定することで、高い精度の遠方RCSを短時間で算出することができる。   Also, if a tolerance for the Greene function amplitude approximation is specified, the largest possible division size (small number of divisions) is automatically determined within the range where the amplitude approximation error is less than the allowable error. Therefore, compared with the case where the division size is set depending on the user's experience and intuition, the risk of the near-field far-field transformation accuracy becoming extremely low and the risk that the amount of calculation becomes excessively large are reduced. It is possible to perform conversion efficiently. Also, by setting the tolerance of the Green function's amplitude approximation to 10%, it is possible to calculate the far RCS with high accuracy in a short time.

10 推定装置
11 記憶部
12 処理部
13 位置データ
14 測定値データ
15 距離
16 許容誤差
17 分割サイズ
18 反射断面積
19 強度
21 対象物
22 測定位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Estimator 11 Storage part 12 Processing part 13 Position data 14 Measured value data 15 Distance 16 Tolerance error 17 Division size 18 Reflection cross section 19 Intensity 21 Object 22 Measurement position

Claims (7)

コンピュータに、
対象物に対して照射した電波に対応する反射波を測定した測定位置を示す位置データと、前記測定位置における前記反射波の測定結果を示す測定値データとを取得し、
前記位置データを用いて前記対象物と前記測定位置との間で算出された距離と、前記対象物を含む領域の分割方法に応じて発生する誤差に対して指定された許容誤差とに基づいて、前記対象物を含む領域から分割される複数の分割領域の分割サイズを決定し、
前記決定した分割サイズと前記測定値データとを用いて、前記測定位置よりも前記対象物から離れた位置で前記反射波を測定した場合の前記対象物に対応する反射断面積または前記反射波の強度を推定する、
処理を実行させる推定プログラム。
On the computer
Acquiring position data indicating a measurement position at which a reflected wave corresponding to the radio wave irradiated to the object is measured, and measurement value data indicating a measurement result of the reflected wave at the measurement position;
Based on the distance calculated between the object and the measurement position using the position data and a tolerance specified for an error occurring according to the division method of the region including the object Determining the division size of a plurality of division areas divided from the area including the object;
The reflection cross-sectional area or the reflection wave corresponding to the object when the reflection wave is measured at a position farther from the object than the measurement position using the determined division size and the measurement value data Estimate the strength,
An estimation program that causes the process to run.
前記分割サイズの決定では、誤差と距離と分割サイズの関係を示す対応情報を用いて、前記算出された距離と前記指定された許容誤差とに対応する分割サイズを選択する、
請求項1記載の推定プログラム。
In the determination of the division size, the division size corresponding to the calculated distance and the designated tolerance is selected using correspondence information indicating the relationship between the error, the distance, and the division size.
The estimation program according to claim 1.
前記算出された距離として、前記対象物と前記測定位置との間の最小距離を使用する、
請求項1記載の推定プログラム。
Use the minimum distance between the object and the measurement position as the calculated distance,
The estimation program according to claim 1.
前記算出された距離として、前記測定位置と前記複数の分割領域それぞれの代表点との間の距離のうちの最小距離を使用し、
前記分割サイズの決定では、異なる分割サイズに対応する異なる最小距離を算出し、前記異なる分割サイズのうち、算出した最小距離および前記指定された許容誤差との間で所定の関係を満たす分割サイズを選択する、
請求項1記載の推定プログラム。
As the calculated distance, the minimum distance of the distances between the measurement position and the representative point of each of the plurality of divided areas is used,
In the determination of the division size, different minimum distances corresponding to different division sizes are calculated, and among the different division sizes, a division size that satisfies a predetermined relationship between the calculated minimum distance and the designated tolerance. select,
The estimation program according to claim 1.
前記誤差は、前記複数の分割領域それぞれについて当該分割領域内の任意の点と前記測定位置との間の距離を当該分割領域内の代表点と前記測定位置との間の距離で近似する近似処理に応じて発生する誤差である、
請求項1記載の推定プログラム。
The error is an approximation process for approximating a distance between an arbitrary point in the divided area and the measurement position for each of the plurality of divided areas by a distance between a representative point in the divided area and the measurement position. Is an error that occurs according to
The estimation program according to claim 1.
対象物に対して照射した電波に対応する反射波を測定した測定位置を示す位置データと、前記測定位置における前記反射波の測定結果を示す測定値データとを記憶する記憶部と、
前記位置データを用いて前記対象物と前記測定位置との間で算出された距離と、前記対象物を含む領域の分割方法に応じて発生する誤差に対して指定された許容誤差とに基づいて、前記対象物を含む領域から分割される複数の分割領域の分割サイズを決定し、前記決定した分割サイズと前記測定値データとを用いて、前記測定位置よりも前記対象物から離れた位置で前記反射波を測定した場合の前記対象物に対応する反射断面積または前記反射波の強度を推定する処理部と、
を有する推定装置。
A storage unit storing position data indicating a measurement position at which a reflected wave corresponding to a radio wave irradiated to an object is measured, and measurement value data indicating a measurement result of the reflected wave at the measurement position;
Based on the distance calculated between the object and the measurement position using the position data and a tolerance specified for an error occurring according to the division method of the region including the object The division size of a plurality of division areas divided from the area including the object is determined, and using the determined division size and the measurement value data, at a position farther from the object than the measurement position A processing unit that estimates a reflection cross-sectional area corresponding to the object when measuring the reflected wave or an intensity of the reflected wave;
An estimation device having
コンピュータが実行する推定方法であって、
対象物に対して照射した電波に対応する反射波を測定した測定位置を示す位置データと、前記測定位置における前記反射波の測定結果を示す測定値データとを取得し、
前記位置データを用いて前記対象物と前記測定位置との間で算出された距離と、前記対象物を含む領域の分割方法に応じて発生する誤差に対して指定された許容誤差とに基づいて、前記対象物を含む領域から分割される複数の分割領域の分割サイズを決定し、
前記決定した分割サイズと前記測定値データとを用いて、前記測定位置よりも前記対象物から離れた位置で前記反射波を測定した場合の前記対象物に対応する反射断面積または前記反射波の強度を推定する、
推定方法。
A computer implemented estimation method,
Acquiring position data indicating a measurement position at which a reflected wave corresponding to the radio wave irradiated to the object is measured, and measurement value data indicating a measurement result of the reflected wave at the measurement position;
Based on the distance calculated between the object and the measurement position using the position data and a tolerance specified for an error occurring according to the division method of the region including the object Determining the division size of a plurality of division areas divided from the area including the object;
The reflection cross-sectional area or the reflection wave corresponding to the object when the reflection wave is measured at a position farther from the object than the measurement position using the determined division size and the measurement value data Estimate the strength,
Estimation method.
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