JP5366187B2 - Apparatus and method for detecting object by radio wave - Google Patents
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Description
この発明は、電波によって物体を検出する装置および方法に係り、特に宇宙由来の電波を物体が遮ることによって生じる影によって物体を検出しようとするものであって、レーダの反射波では検出できなかった物体を検出可能にするものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for detecting an object using radio waves, and particularly to detect an object by a shadow generated by the object blocking a radio wave derived from space, and could not be detected by a reflected wave of a radar. An object can be detected.
従来、電波を利用して物体を検出する装置としては、レーダが一般に用いられていた。レーダは、指向性を有する電波をアンテナから放射して、物体からの反射波をアンテナで受信して観測することによって、物体の方位と距離を計測するものである。
近年において、レーダ検出回避技術の進歩によって、レーダ電波の反射率が著しく小さい物体の製造が可能になり、従来のレーダでは検出できない航空機等の物体が実現している。
Conventionally, a radar is generally used as an apparatus for detecting an object using radio waves. Radar measures the azimuth and distance of an object by radiating directional radio waves from an antenna and receiving and observing a reflected wave from the object with the antenna.
In recent years, with the advancement of radar detection avoidance technology, it has become possible to manufacture objects with extremely low radar radio wave reflectivity, and have realized objects such as aircraft that cannot be detected by conventional radar.
図4は、従来の電波による物体の検出装置を示したものである。図において、11はレーダアンテナ、12はレーダアンテナ11からの放射電波、13は検出対象の物体、14は物体13からの反射電波、15は受信器、16は表示器をそれぞれ示している。
FIG. 4 shows a conventional object detection apparatus using radio waves. In the figure, 11 is a radar antenna, 12 is a radiated radio wave from the
レーダアンテナ11は、放射電波12を送出し、放射電波12に応じて物体13から送り返された反射電波を受けとる。受信器15は、受信した反射電波を検波,増幅して受信信号を生成する。表示器16は、受信器15からの受信信号に応じて、所定の形式による表示を行う。
The
図4に示されたような、レーダ電波の反射を利用した物体の検出装置においては、次のような課題があった。
すなわち、被検出物体の電波反射率が著しく小さい場合は、反射波の強度が小さいため、物体の検出が不可能であった。
The object detection apparatus using the reflection of radar radio waves as shown in FIG. 4 has the following problems.
That is, when the radio wave reflectance of the object to be detected is extremely small, the intensity of the reflected wave is small, so that the object cannot be detected.
これに対して、特許文献1に開示された物体検出装置においては、送信手段を設けることなく、物体の有無,移動,移動方向,移動速度,形状,数量及びこれらについての時間情報を検出する。アンテナ装置は、GPS(Global Positioning System)人工衛星から送信されてくる電波を受信し得る機能を有し、物体によって、GPS人工衛星から送信された電波の受信が遮断されたとき、検知信号を出力する。信号処理装置は、アンテナ装置から供給された検知信号により物体を検出する。
On the other hand, in the object detection device disclosed in
このように、特許文献1記載の技術によれば、GPS衛星電波を利用するため、従来技術のように電波の送信手段を設けることなく、地上にある車両や航空機等の物体を検出することができる。
しかしながら、特許文献1記載の技術の場合は、地球に近いGPS衛星からの電波を利用するため、観測者 (観測点)からある程度以上の距離(数km以上)離れた物体の検出は困難である。
また、被検出物体とアンテナ装置とGPS衛星が一直線上に並んだ場合にしか物体を検出できない。
As described above, according to the technique described in
However, in the case of the technique described in
Further, the object can be detected only when the detected object, the antenna device, and the GPS satellite are aligned.
また、特許文献2においては、天体から放射される電磁波を受信し、スペクトルを抽出する抽出手段と、天体と人工惑星との相対速度が「0」の時に相当する基準スペクトルを発生する基準スペクトル発生手段と、天体からのスペクトルと基準スペクトル発生手段で発生した基準スペクトルを導入してドップラー変位の周波数を検出する周波数検出手段と、天体の方向を検出する方向検出手段と、ドップラー変位の周波数と上記の天体の方向とを用いて人工惑星の相対速度スペクトルを算出する手段とを備えた、人工惑星の速度スペクトル決定装置が開示されている。
Further, in
このように、特許文献2記載の技術によれば、例えば、深宇宙探査用の人工惑星に搭載したスペクトル分光計の受信出力を利用して、人工惑星の速度スペクトルを決定して、軌道長半径,離心率等の軌道要素を導くことができる。
しかしながら、特許文献2記載の技術は、人工天体の速度をドップラー効果による電波の周波数スペクトルの変化により測定しようとするものであって、航空機等の物体を検出する技術ではない。
However, the technique described in
図4に記載された従来の技術における課題は、物体の電波反射率が著しく小さい場合、反射電波のレベルが小さいため、反射電波を検出できないということである。
そのため、従来の電波による物体の検出装置では、物体の電波反射率が著しく小さい場合、反射電波による物体の検出が不可能であった。
The problem with the conventional technique described in FIG. 4 is that when the radio wave reflectance of an object is extremely small, the level of the reflected radio wave is small and the reflected radio wave cannot be detected.
For this reason, in the conventional object detection apparatus using radio waves, it is impossible to detect an object using reflected radio waves when the radio wave reflectance of the object is extremely small.
この発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、電波による物体の検出装置において、宇宙由来の電波を遮ることによって生じている物体の影を検出することによって、宇宙空間におけるその物体の存在を検知するとともに、観測者(観測点)から電波を遮る物体に対する方位角と仰角を検出することができるようにすることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in an object detection apparatus using radio waves, the object in space is detected by detecting the shadow of the object generated by blocking radio waves derived from space. It is intended to be able to detect the azimuth angle and elevation angle of an object that blocks radio waves from an observer (observation point).
上記課題を解決するため、この発明の第1の構成は、電波による物体の検出装置に係り、宇宙由来の電波のうち、大気の状態や太陽の位置に影響されることなく、大気中で吸収されにくい周波数帯の電波を受信する手段を備え、該手段によって天空の位置座標ごとに受信した電波の受信レベル値と、天空の位置座標ごとに予め観測され記憶されている電波の受信レベル値とを比較し、前記受信した電波の受信レベル値が、前記予め観測され記憶されている電波の受信レベル値より小さい天空の座標位置を検出することで、当該天空の座標位置に前記宇宙由来の電波を遮る物体が存在することを検知することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a first configuration of the present invention relates to an object detection device using radio waves , and absorbs in the atmosphere, without being influenced by the state of the atmosphere and the position of the sun, from radio waves derived from space. A means for receiving radio waves in a frequency band that is difficult to be received, a reception level value of radio waves received for each sky position coordinate by the means, and a reception level value of radio waves that are observed and stored in advance for each sky position coordinate; comparing the reception level value of the radio wave thus received is, by detecting the advance observed receiving level value is smaller than the sky of the coordinate position of the radio wave that has been stored, the radio wave of the cosmic to the coordinate position of the sky It is characterized by detecting the presence of an object that blocks the object.
また、この発明の第2の構成は、電波による物体の検出装置に係り、宇宙由来の電波のうち、大気の状態や太陽の位置に影響されることなく、大気中で吸収されにくい周波数帯の電波を受信する手段によって天空の位置座標ごとに受信した電波の受信レベル値と、天空の位置座標ごとに予め観測され記憶されている電波の受信レベル値とを比較し、前記受信した電波の受信レベル値が、前記予め観測され記憶されてる電波の受信レベル値より小さい天空の座標位置を検出することで、当該天空の座標位置に前記宇宙由来の電波を遮る物体が存在することを検知することを特徴としている。 Further, the second configuration of the present invention relates to an object detection apparatus using radio waves . Of radio waves derived from space , a frequency band that is not easily absorbed in the atmosphere without being affected by the state of the atmosphere or the position of the sun. compares the reception level value of the received radio wave for each position coordinate of the sky by means for receiving a radio wave, and a reception level value of the radio wave which is previously observed and stored for each sky coordinates, signal reception said received level value, by detecting the advance observed coordinates of the received level value is smaller than the sky waves we leave for stored, detects that an object interrupting the electric wave of the cosmic to the coordinate position of the sky is present It is characterized by that.
この発明の第1の効果は、電波の反射を利用せずに物体の影によって被検出物体を検出しているので、電波反射率が著しく小さい、例えばステルス性を有する航空機等のような、従来検出不可能であった物体を検出できることである。
また、この発明の第2の効果は、大気中で吸収されにくい周波数帯の宇宙天体放射電波を利用することによって、大気の状態や太陽の位置に影響されることなく、物体を検出できることである。
また、この発明の第3の効果は、高分解能の電波望遠鏡を利用して電波を遮る影の形を観測することによって、物体の形状や種類を推定できることである。
The first effect of the present invention is that the object to be detected is detected by the shadow of the object without using the reflection of the radio wave, so that the radio wave reflectivity is remarkably small, such as an aircraft having stealth property. That is, an object that could not be detected can be detected.
In addition, the second effect of the present invention is that an object can be detected without being affected by the atmospheric state or the position of the sun by using a space celestial body radio wave having a frequency band that is difficult to be absorbed in the atmosphere. .
A third effect of the present invention is that the shape and type of an object can be estimated by observing the shape of a shadow that blocks radio waves using a high-resolution radio telescope.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の電波による物体の検出装置の第1の構成例を示したものである。同図においては、宇宙由来の電波1と、物体2と、電波望遠鏡3と、電子計算機4と、データベース5と、表示器6とが示されている。
FIG. 1 shows a first configuration example of an object detection apparatus using radio waves according to the present invention. In the figure, a
宇宙由来の電波1は、宇宙に存在する天体から放射されている電波である。物体2は、検出対象の物体である。電波望遠鏡3は、宇宙由来の電波1を受信するものである。電子計算機4は、電波望遠鏡3が受信した天空の位置座標の電波受信レベルと、最新の観測受信レベルとを比較して、電波受信レベルが通常よりも小さい座標に、物体が電波を遮っている影があることを算出する。データベース5は、電子計算機4が算出した天空の位置座標ごとの電波受信レベルを記憶している。表示器6は、物体2の検出結果を表示するものであって、例えば、天空の位置座標ごとの電波受信レベルの差異を、色彩や濃淡で表現して表示する。
The
なお、電波望遠鏡3は、当業者に周知のものであり、また本発明の内容とは直接の関係がないので、これに関する詳細な説明は省略する。
The
次に、図1に示された電子計算機4の動作を、図2に示すデータベース例及び観測値例を使用して説明する。
図2において、左側の表の数値は、データベースに記憶された過去の天空の位置座標ごとの電波受信レベル値を示し、右側の表の数値は、観測された電波の受信レベル値を示す。
Next, the operation of the
In FIG. 2, the numerical values in the left table indicate the radio wave reception level values for each past position coordinate stored in the database, and the numerical values in the right table indicate the received radio wave reception level values.
電波望遠鏡3から電波受信レベル観測値が電子計算機4に与えられると、電子計算機4は、位置座標ごとの電波受信レベル観測値をデータベース上の位置座標ごとの電波受信レベル値と比較して、その比率を記憶メモリ(不図示)上にデータとして展開する。電波受信レベル値の比率は表示器6に供給される。表示器6は、天空の位置座標ごとの電波受信レベル値の比率を、色彩又は濃淡によって、コンピュータディスプレイ(不図示)上に表示する。
When the radio wave reception level observation value is given from the
図3は、本発明の電波による物体の検出装置の第2の構成例を示したものである。同図において、宇宙由来の電波1,物体2,電波望遠鏡3,電子計算機4,データベース5,表示器6は、図1の場合と同様である。7は、第2の電波望遠鏡である。
FIG. 3 shows a second configuration example of the object detection apparatus using radio waves according to the present invention. In the figure, the
図3に示された構成においては、電波望遠鏡3と電波望遠鏡7とは、三角測量の原理によって、物体2までの距離を計測する。
このように、この実施形態の電波による物体の検出装置によれば、天空における物体2の位置座標だけでなく、物体2までの距離を計測することが可能となる。
In the configuration shown in FIG. 3, the
Thus, according to the radio wave object detection apparatus of this embodiment, it is possible to measure not only the position coordinates of the
この場合、電波望遠鏡3と電波望遠鏡7の配置関係を正確に把握することにより、電波望遠鏡3,7を例えば車両,船舶,航空機等に搭載して任意の場所に移動しても、その場所で三角測量の原理によって、物体2までの距離を計測することができる。
In this case, by accurately grasping the positional relationship between the
以上、この発明の実施形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、各実施形態において、電波望遠鏡に代えて電波干渉計を使用してもよい。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above-described embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. Included in the invention. For example, in each embodiment, a radio wave interferometer may be used instead of the radio telescope.
この発明の電波による物体の検出装置および方法は、被検出物体の形式,形状、構造を問わず適用可能なものである。 The object detection apparatus and method using radio waves according to the present invention can be applied regardless of the type, shape, and structure of the detected object.
1 宇宙由来の電波
2 物体
3 電波望遠鏡
4 電子計算機
5 データベース
6 表示器
7 電波望遠鏡
1 Radio wave derived from
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