特許法第30条第2項適用 令和5年5月4日に、電子情報通信学会のウェブサイトにて、「システム、特定装置、プログラム、及び部材」に関する研究(ミリ波帯(30-300GHz)反射波測定に関する考察)について公開した。 令和5年5月12日に、「一般社団法人 電子情報通信学会」にて、「システム、特定装置、プログラム、及び部材」に関する研究(ミリ波帯(30-300GHz)反射波測定に関する考察)について公開した。 令和5年9月5日に、電子情報通信学会のウェブサイトにて、「システム、特定装置、プログラム、及び部材」に関する研究(屋外における連続的測定によるテラヘルツ波の到来方向分布の評価)について公開した。 令和5年9月12日に、「一般社団法人 電子情報通信学会 ソサイエティ大会」にて、「システム、特定装置、プログラム、及び部材」に関する研究(屋外における連続的測定によるテラヘルツ波の到来方向分布の評価)について公開した。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
次世代移動通信ではミリ波帯(30~300GHz)高域を利用することが検討されている。しかし、この帯域では材料の媒質特性が明確ではないため、シミュレーションにおいては100GHz以下の媒質定数で代用せざるを得ない状況である。あるいは、利用者が独自の実験値から算出した推定値を用いざるを得ない。一方、ミリ波帯での反射特性は媒質定数が特定できたとしても反射自体が拡散散乱の要素が強くなり必ずしもそのまま適用できるとは限らない。このような状況の中、発明者は、実験値を重視したアプローチを検討したが、材料の反射散乱特性を効率よく測定する方法は難易度が高い。正規反射の角度特性測定には角度設定アームを用いた方法もあるが、機械的な設定・走査が必要であり膨大な測定時間を要する。そこで、上記問題を鑑み、角度走査を原理的に必要としない方法として複数の鏡像波源を利用した角度特性の同時測定法を考察した。一具体例として、本実施形態に係るシステム10においては、開放型電波暗箱の中に設置した送受信送オムニアンテナの伝送特性から遅延プロファイルを取得し、その遅延時間から入射角を算出して反射特性の入射角度依存性を同時に測定する。これにより、原理的に入射角設定のための機械走査・設定が不要となり、測定の高速化が実現できる可能性がある。
図1、図2、及び図3は、システム10について説明するための説明図である。システム10は、部材100及び特定装置300を備える。システム10は、分析装置200を備えてよい。
部材100は、筐体110と、筐体110内に配置された送信アンテナ150と、筐体110内に配置された受信アンテナ160とを有する。筐体110は、少なくとも一部が開放されていて、少なくとも一部が電波を反射する内面を有する。
本実施形態では、筐体110が直方体である場合を主に例に挙げて説明するが、筐体110は直方体に限られない。図2に示すように、本実施形態では、説明のために、筐体110の各面を、東西南北(E、W、S、N)、天井(C)、床(F)を用いて、E面111、W面112、C面113、F面114、S面115、N面116と記載する。本例では、N面116が開放面である。すなわち、N面116側が開放されている。また、送信アンテナ150及び受信アンテナ160は、F面114を貫通する配線によって、分析装置200と接続されている。送信アンテナ150及び受信アンテナ160は、他の面を貫通する配線によって、分析装置200と接続されてもよい。
図3に示すように、筐体110の開放されている部分に、電波の反射特性を測定する対象である測定対象20が配置される。測定対象20は、任意の物体であってよい。測定対象20は、筐体110の開放されている部分に配置される平面部分を有する。測定対象20の全体が平面形状であってもよい。
筐体110の開放されている部分以外の面の内面は、場合に応じて全反射面、電波吸収面、開放から選択されてよい。図1から図3に示す例においては、E面111、W面112、及びS面115の内面が全反射面であり、C面113及びF面114の内面が電波吸収面である。本例において、筐体110は、N面116に測定対象20が配置されることによって、閉鎖系を構成する。なお、筐体110は、N面116以外が開放されていてもよい。例えば、N面116に加えて、S面115が開放されていてもよい。また、例えば、N面116に加えて、C面113及びF面114が開放されていてもよい。また、例えば、N面116に加えて、E面111及びW面112が開放されていてもよい。
筐体110内に配置された送信アンテナ150及び受信アンテナ160は、分析装置200に接続されている。送信アンテナ150及び受信アンテナ160のアンテナ指向性は、オムニであってよい。
分析装置200は、受信アンテナ160が受信する電波の時間毎の受信レベルを測定する機能を有する。分析装置200は、VNA(Vector Network Analyzer)であってよい。分析装置200は、いわゆるタイムドメイン機能を有してよい。
分析装置200は、筐体110のN面116に測定対象20が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波を分析して、分析結果を特定装置300に提供する。分析装置200は、送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した、ミリ波帯の電波を分析して、分析結果を特定装置300に提供してよい。
特定装置300は、分析装置200から取得した分析結果に基づいて、測定対象20の反射特性を特定する。なお、ここでは、分析装置200と特定装置300とが別体である場合を例示したが、これに限らず、分析装置200と特定装置300とは一体であってもよい。すなわち、特定装置300が、分析装置200の機能を備えてもよい。
特定装置300による測定対象20の反射特性の特定方法について、図1から図3に例示した部材100を用いた場合を例に挙げて説明する。
図4は、筐体110によって実現される鏡像空間302の一例を概略的に示す。筐体110は直方体であるので、+z軸方向から見込んだ2次元の鏡像空間は図4に示す鏡像空間302のようになる。図中の(0、0)等は、鏡像空間のIDであり、x面、y面での鏡像次数を表している。鏡像次数は、反射回数に相当し、例えば、2回反射の場合は2となる。図中の原点oは、実空間(0、0)に設定され、各軸座標負方向はマイナス表記とする。図4に示す例において、x軸は±2次、y軸は±3次であり、計35個の鏡像空間を表している。送信源を示す実線白丸は、各鏡像空間に1つずつ配置される。受信アンテナを示す破線白丸の機能としては、実空間(0、0)のみに存在するが、各鏡像波源からのパスを遮る障害物としては各鏡像空間に存在する。原理的には、鏡像波源は無数に存在するので、対象範囲を有限距離に限定することが望ましい。本例においては、長遅延カット304の距離までに制限する。システム10は、分析装置200のタイムゲート機能を用いることによって、当該制限を行ってよい。
鏡像空間302において、黒太線が、測定対象20の反射面を示す。図4に示すように、x軸方向には、2空間毎に反射面が現れる。鏡像空間302には、測定対象20の反射面に対して、被測定面0回反射層((-1、y)、(0、y))の2層と、被測定面1回反射層((-2、y)、(1、y)及び(2、y))の3層とが存在する。図4では、被測定面2回反射に対応した鏡像空間は図示を省略している。本例では、被測定面0回反射が14波源、被測定面1回反射が21波源、存在する。鏡像空間302において、鏡像波源と受信アンテナ間の経路(図4において破線で示している。)に測定対象20の反射面が1個存在すれば1回反射、2個存在すれば2回反射、n個存在すればn回反射分の損失が加わる。一方、その他の面は、全反射面のため、反射係数は1であり、反射に伴う損失はない。したがって、0回反射層では、受信されるレベル(S21)は、自由空間電波損失相当となり、n回反射層では回数に応じた反射係数分の損失で受信される。
図5は、遅延プロファイル400の一例を示す。図5において、縦軸が受信レベルを示し、横軸が時間を示す。遅延プロファイル400は、N面116に、反射係数が1である全反射体が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の時間毎の受信レベルを示す。すなわち、遅延プロファイル400は、送信アンテナ150が電波を送信してから受信アンテナ160が受信するまでの遅延時間毎の受信レベルを示す。遅延時間受信レベル特性401は、遅延時間と受信レベルとの関係を示す。
送信アンテナ150が電波を送信してから受信アンテナ160が受信するまでのパスが長いほど、遅延時間は大きくなる。すなわち、パスと遅延時間には依存関係がある。このため、遅延時間によってパスを特定することができる。パスを特定すれば、電波が測定対象20に対して入射したときの入射角を特定することができる。すなわち、遅延時間によって、入射角を特定することができる。特定装置300は、遅延時間と入射角との関係を示す遅延時間入射角関係データと、遅延プロファイル400とを予め記憶しておいてよい。
図6は、反射係数入射角特性410を示す。図6において、縦軸が反射係数を示し、横軸が入射角を示す。反射係数入射角特性410は、全反射(反射係数1)を基準値として特定される。特定装置300は、予め、当該反射係数入射角特性410を記憶しておいてよい。
図7、8は、遅延プロファイル500の一例を示す。図7に例示する遅延プロファイル500には、遅延時間受信レベル特性401と、被測定面0回反射層((-1、y)、(0、y))の2層(実線)、被測定面1回反射層((1、y))(破線)、被測定面2回反射層(3、y)(一点鎖線)のプロファイルとが示されている。長遅延カット304が適用された場合、図7、8に示す長遅延カット502が適用されることになる。
特定装置300は、図8に示すように、遅延時間受信レベル特性401を基準としたレベル差によって、遅延時間毎の反射係数を算出する。特定装置300は、算出結果と、遅延時間入射角関係データとから、反射係数と入射角との特性を特定する。
図9は、反射係数入射角特性600の一例を概略的に示す。本実施形態に係るシステム10においては、送信アンテナ150及び受信アンテナ160の少なくともいずれかの位置を変化させるか、送信アンテナ150及び受信アンテナ160の位置は変化させずに反射面の位置を変化させることによって、送信アンテナ150から受信アンテナ160への電波のパスを変化させることができ、異なる入射角についての反射係数を特定することができる。図9では、受信アンテナ160の位置を変化させて遅延プロファイルを3回生成(#1、#2、#3)した場合について示している。また、本実施形態に係るシステム10においては、送信アンテナ150及び受信アンテナ160の少なくともいずれかの向きを変化させて偏波を変えることによって、TE入射とTM入射の両方の特性を特定することができる。
材料の反射特性測定は、直接法と間接法に分類される。直接法では、送受信2つのアンテナの角度を可変する装置を用いて入射角度毎の反射特性を直接的に測定する。反射面に電波が適切に入射するようにレンズ等を用いて平面波を生成する方法が用いられる。機械的な角度走査が必要なため測定時間が長く作業の煩雑さも多い。このため、気軽に測定できる方法とは言い難い。一方、間接法は、材料サンプルの誘電率等の電気定数を測定してそれをフレネル反射係数に代入することにより間接的に反射特性を得ている。これには、平面波を透過させて材料定数を決定する方法、同軸線路や導波管に材料を充填する方法等がある。ミリ波帯では、反射面の粗さが反射特性に大きく影響することが知られているため、壁や地物等の実際の材料を直接法で測定することが望ましい。本実施形態に係るシステム10においては、上述したように、オムニ系アンテナを用いて多角的に反射波を生成して、遅延時間から、反射係数入射角特性を特定しており、非常に効率的に測定対象20の反射特性を特定することができる。また、本実施形態に係るシステム10においては、反射特性を測定したい壁や地物等の実際の材料に対して、部材100を当接させることによって、測定環境が整うことになる。よって、測定用に材料を切り出したり、測定用にサイズ等を調整した材料を準備したりする必要を無くすことができ、測定を効率化することができる。
図10は、特定装置300の機能構成の一例を概略的に示す。図10に示す特定装置300は、登録部312、記憶部314、分析部316、分析結果取得部318、及び反射特性特定部320を備える。ここでは、特定装置300が分析装置200の機能を有する場合について示しているが、特定装置300が分析装置200の機能を有さない場合、特定装置300は、分析部316を有さずに、分析装置200が分析部316を有してよい。
部材100は、少なくとも一部が開放されていて、少なくとも一部が電波を反射する内面を有する筐体110と、筐体110内に配置された送信アンテナ150と、筐体110内に配置された受信アンテナ160とを有する。
筐体110は、少なくとも1面側が開放されている、複数の面を有する多面体であってよい。開放されている面を除く複数の面のうち、1以上の面の内面が電波反射面であってよい。開放されている面を除く複数の面のうち、2以上の面の内面が電波反射面であってもよい。開放されている面を除く複数の面のうち、内面が電波反射面である面以外の面の内面は電波吸収面であってよい。開放されている面を除く複数の面のすべての内面が電波反射面であってもよい。
筐体110は、例えば、6面体であり、6面のうちの1面以上が開放されていてよい。例えば、筐体110は、直方体である。
具体例として、筐体110は、1面側が開放されており、第1の面と、第1の面に対向する第2の面と、第3の面と、第3の面に対向する第4の面と、開放されている1面側に対向する第5の面とを有する直方体である。図2に示す例において、E面111が第1の面であり、W面112が第2の面であり、C面113が第3の面であり、F面114が第4の面であり、S面115が第5の面であってよい。
第1の面、第2の面、第3の面、第4の面、及び第5の面のうち、2つの面の内面が電波反射面で、3つの面の内面が電波吸収面であってよい。例えば、第1の面及び第2の面の内面が電波反射面であり、第3の面、第4の面、及び第5の面の内面が電波吸収面であってよい。例えば、第3の面及び第4の面の内面が電波反射面であり、第1の面、第2の面、及び第5の面の内面が電波吸収面であってよい。
第1の面、第2の面、第3の面、第4の面、及び第5の面のうち、3つの面の内面が電波反射面で、2つの面の内面が電波吸収面であってよい。例えば、第1の面、第2の面、及び第5の面の内面が電波反射面であり、第3の面及び第4の面の内面が電波吸収面であってよい。例えば、第3の面、第4の面、及び第5の面の内面が電波反射面であり、第1の面及び第2の面の内面が電波吸収面であってよい。
第1の面、第2の面、第3の面、第4の面、及び第5の面のうち、4つの面の内面が電波反射面で、1つの面が電波吸収面であってよい。第1の面、第2の面、第3の面、第4の面、及び第5の面のすべての面の内面が電波反射面であってもよい。
なお、図2に示す例において、C面113が第1の面であり、F面114が第2の面であり、E面111が第3の面であり、W面112が第4の面であり、S面115が第5の面であってもよい。
他の例として、筐体110は、2面側が開放されており、第1の面と、第1の面に対向する第2の面と、第3の面と、第3の面に対向する第4の面とを有する直方体である。図2に示す例において、N面116に加えて、S面115が開放面であり、E面111が第1の面であり、W面112が第2の面であり、C面113が第3の面であり、F面114が第4の面であってよい。
第1の面、第2の面、第3の面、及び第4の面のうち、2つの面が電波反射面で、2つの面が電波吸収面であってよい。例えば、第1の面及び第2の面が電波反射面であり、第3の面及び第4の面が電波吸収面であってよい。例えば、第3の面及び第4の面が電波反射面であり、第1の面及び第2の面が電波吸収面であってよい。
第1の面、第2の面、第3の面、及び第4の面のうち、3つの面が電波反射面で、1つの面が電波吸収面であってもよい。第1の面、第2の面、第3の面、及び第4の面のすべての面の内面が電波反射面であってもよい。
筐体110は、例えば、7面体であり、7面のうちの1面以上が開放されていてよい。筐体110は、8面以上の面を有し、8面のうちの1面以上が開放されている多面体であってもよい。
筐体110は、面同士の距離が変更可能に構成されてもよい。特に、筐体110は、内面が反射面である面と、他の面との距離が変更可能に構成されてよい。具体例として、第1の面及び第2の面の内面が電波反射面であり、第3の面、第4の面、及び第5の面の内面が電波吸収面である場合において、第1の面と第2の面との距離が変更可能に構成される。筐体110は、例えば、スライド構造を有することによって、面同士の距離が変更可能に構成されてよい。なお、筐体110は、スライド構造に限らず、面同士の距離を変更可能であれば、他の構造を有してもよい。筐体110の面同士の距離を変更可能に構成することによって、反射環境のバリエーションを容易に増やすことができ、測定の効率性を高めることができる。
筐体110は、開放されている面を除く複数の面の内面のそれぞれについて、電波反射面である状態と電波吸収面である状態とを切り替え可能に構成されてもよい。具体例として、第1の面、第2の面、第3の面、及び第4の面が、第1の面及び第2の面が電波反射面であり、第3の面及び第4の面が電波吸収面である状態と、第1の面及び第2の面が電波吸収面であり、第3の面及び第4の面が電波反射面である状態とを切り替え可能に構成される。例えば、筐体110は、開放されている面を除く複数の面の内面を電波吸収面とし、その内面に、電波反射面を取り付けたり取り外したりすることを可能とする構造を有する。電波反射面の付け外しは、磁力によって実現してよく、粘着剤等によって実現してもよい。また、例えば、筐体110は、開放されている面を除く複数の面の内面を電波反射面とし、その内面に、電波吸収面を取り付けたり取り外したりすることを可能とする構造を有する。電波吸収面の付け外しは、磁力によって実現してよく、粘着剤等によって実現してもよい。筐体110をこのように構成することによって、反射経路を増やしたり、偏波を変えたりすることができ、それによって反射環境のバリエーションを増やすことができ、測定の効率性を高めることができる。
筐体110は、少なくとも一部が開放されていて、少なくとも一部が電波を反射する内面を有する球体又は楕円体であってもよい。筐体110は、例えば、中空の球体を1つの平面で切った、球欠の形状を有する。筐体110の内面の一部又は複数の部分が電波反射面であり、他の部分が電波吸収面であってよい。
送信アンテナ150及び受信アンテナ160は、筐体110内で整列せずに配置されてよい。送信アンテナ150及び受信アンテナ160は、例えば、筐体110の重心に対して対称となる位置関係にならないように、配置されてよい。送信アンテナ150及び受信アンテナ160が筐体110内で整列して配置された場合、送信アンテナから受信アンテナへの測定対象20における反射を含む電波のパスにおける測定対象20への入射角が、異なるにも関わらず、遅延時間が同一になる、というパターンが増加してしまい、有効なデータが低減してしまうことになる。それに対して、送信アンテナ150及び受信アンテナ160を、筐体110内で整列せずに配置することによって、そのようなパターンを低減でき、有効なデータを増加させることができる。
送信アンテナ150及び受信アンテナ160の少なくともいずれかは、筐体110内において、配置が変更可能であってもよい。送信アンテナ150及び受信アンテナ160の両方が、筐体110内において配置変更可能であってよく、送信アンテナ150及び受信アンテナ160のいずれか一方のみが、筐体110内において配置変更可能であってもよい。
登録部312は、部材100の筐体110内に配置された送信アンテナ150から送信された電波が筐体110の開放されている部分に配置された反射体に反射して受信アンテナ160に到達するまでの遅延時間と、当該電波が当該反射体に入射したときの入射角との関係を示す遅延時間入射角関係データを登録する。登録部312によって登録された遅延時間入射角関係データは、記憶部314に記憶される。
登録部312は、複数の部材100が存在する場合に、複数の部材100毎に、遅延時間入射角関係データを登録してよい。
部材100の筐体110の面同士の距離が変更可能に構成されている場合、面同士の距離によって、遅延時間と入射角との関係は変わることになる。登録部312は、部材100の筐体110の面同士の距離が変更可能に構成されている場合、面同士の距離毎に、遅延時間入射角関係データを登録してよい。
部材100の筐体110の、開放されている面を除く複数の面の内面のそれぞれについて、電波反射面である状態と電波吸収面である状態とが切り替え可能に構成されている場合、複数の面の内面の、電波反射面及び電波吸収面の組み合わせ毎に、遅延時間と入射角との関係は変わることになる。登録部312は、部材100の筐体110の、開放されている面を除く複数の面の内面のそれぞれについて、電波反射面である状態と電波吸収面である状態とが切り替え可能に構成されている場合、複数の面の内面の、電波反射面及び電波吸収面の組み合わせ毎に、遅延時間入射角関係データを登録してよい。
送信アンテナ150及び受信アンテナ160の少なくともいずれかが、筐体110内において、配置が変更可能である場合、配置によって、遅延時間と入射角との関係は変わることになる。登録部312は、送信アンテナ150及び受信アンテナ160の少なくともいずれかが、筐体110内において、配置が変更可能である場合、配置毎に、遅延時間入射角関係データを登録してよい。
分析部316は、送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波を分析する。分析部316は、いわゆるタイムドメイン機能を有してよい。分析部316は、送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の時間毎の受信レベルを特定してよい。分析部316は、いわゆるタイムゲート機能を有してよい。分析部316は、予め定められた時間よりも短い時間範囲のみを対象としてよい。
分析部316は、部材100の筐体110の開放されている部分に反射係数が既知の反射体が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の、時間毎の受信レベルを特定してよい。筐体110の開放されている部分が複数存在する場合、複数の開放されている部分のいずれか1つのみに対して、当該反射体が配置される。分析部316は、例えば、部材100の筐体110の開放されている部分に、反射係数が1の全反射体が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の、時間毎の受信レベルを特定する。
分析部316は、部材100の筐体110の開放されている部分に測定対象20が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の、時間毎の受信レベルを特定してよい。筐体110の開放されている部分が複数存在する場合、複数の開放されている部分のいずれか1つのみに対して、当該測定対象20が配置される。
分析結果取得部318は、分析部316から、分析部316による分析結果を取得する。分析結果取得部318は、例えば、部材100の筐体110の開放されている部分に反射係数が既知の反射体が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の、時間毎の受信レベルを取得する。分析結果取得部318は、例えば、部材100の筐体110の開放されている部分に測定対象20が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の、時間毎の受信レベルを取得する。
反射特性特定部320は、部材100の筐体110の開放されている部分に測定対象20が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波に基づいて、測定対象20の電波の反射特性を特定する。反射特性特定部320は、使用された部材100に対応する遅延時間入射角関係データを用いて、測定対象20の反射特性を特定する。
反射特性特定部320は、筐体110の開放されている部分に全反射体が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の時間毎の受信レベルと、筐体110の開放されている部分に測定対象20が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の時間毎の受信レベルと、遅延時間入射角データとを用いて、測定対象20の反射特性を特定してよい。具体的には、反射特性特定部320は、遅延時間毎に、受信レベルのレベル差から、測定対象20の反射係数を算出する。そして、反射特性特定部320は、遅延時間入射角データを用いて、入射角毎の反射係数を特定する。
これにより、測定対象20に対して、送信アンテナ150や受信アンテナ160の位置を変化させることなく、複数の入射角毎の反射係数を特定することができ、効率的に測定対象20の反射特性を特定することができる。特に、ミリ波帯を対象とした場合、送信アンテナ150及び受信アンテナ160の位置は非常に高い精度が必要とされ、送信アンテナ150や受信アンテナ160を移動する特定方法は難易度が高くなるので、送信アンテナ150及び受信アンテナ160を移動させることなく、測定対象20の複数の入射角毎の反射係数を特定できる本システムの特定方法は、より効果的であるといえる。
部材100の筐体110の面同士の距離が変更可能に構成されている場合、反射特性特定部320は、面同士の距離毎に登録された遅延時間入射角関係データを用いて、面同士の距離毎に、複数の入射角毎の反射係数を特定する。これにより、よく多くの入射角の反射係数を特定することができ、測定対象20の反射特性の特定をより効率的に行うことを可能にできる。
部材100の筐体110の、開放されている面を除く複数の面の内面のそれぞれについて、電波反射面である状態と電波吸収面である状態とが切り替え可能に構成されている場合、反射特性特定部320は、複数の面の内面の、電波反射面及び電波吸収面の組み合わせ毎に登録された遅延時間入射角関係データを用いて、複数の面の内面の、電波反射面及び電波吸収面の組み合わせ毎に、複数の入射角毎の反射係数を特定する。これによっても、よく多くの入射角の反射係数を特定することができ、測定対象20の反射特性の特定をより効率的に行うことを可能にできる。
システム10における測定では、送信アンテナ150から異なる周波数の電波を送信して、異なる周波数毎に、測定対象20の反射特性を特定してもよい。分析部316は、例えば、送信アンテナ150に、周波数掃引しながら電波を送信させる。分析部316は、送信アンテナ150に、異なる周波数のパルス波を順次送信させてもよい。反射特性特定部320は、分析部316による分析結果から、異なる周波数毎の、反射特性、すなわち、反射係数入射角特性を特定してよい。これにより、測定対象20の、周波数毎の反射特性を効率的に特定することができる。発明者が実施した実験によれば、30GHz~100GHz帯では、反射特性に違いがみられないが、300GHz帯になると反射係数が低くなるという、300GHz帯に特有の周波数依存性がみられた。本実施形態に係るシステム10によれば、そのような周波数依存性を、効率的に測定可能であり、当該分野の研究に貢献することができる。
送信アンテナ150及び受信アンテナ160の少なくともいずれかが、筐体110内において、配置が変更可能である場合、反射特性特定部320は、配置毎に登録された遅延時間入射角関係データを用いて、配置毎の、複数の入射角毎の反射係数を特定する。図11に例示するように、受信アンテナ160の配置を変更することによって、偏波が変えることができる。これにより、送信アンテナ150及び受信アンテナ160を精度よく配置する負荷はあるものの、より多くの入射角の反射係数を特定することができたり、異なる偏波での反射特性を特定することができたりするので、測定対象20の反射特性の特定をより効率的に行うことを可能にできる。
図12は、システム10における測定処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、部材100の筐体110の面同士の距離が変更可能に構成されており、面同士の距離を変更しながら、適宜測定を実行する場合の処理の流れについて説明する。なお、筐体110の開放されている部分に測定対象20が当接されている状態を開始状態とする。
ステップ(ステップをSと省略して記載する場合がある。)102では、システム10が測定を実行する。具体的には、まず、分析部316が、送信アンテナ150に電波を送信させ、受信アンテナ160が受信した電波を分析することによって、遅延時間毎の受信レベルを特定する。そして、反射特性特定部320が、当該遅延時間毎の受信レベルと、部材100の筐体110の開放されている部分に全反射体が配置されている状態で送信アンテナ150から送信されて受信アンテナ160が受信した電波の時間毎の受信レベルと、部材100の状態に対応する遅延時間入射角関係データとを用いて、入射角毎の反射係数を算出する。
面同士の距離の全関係について測定が終了していない場合、S106に進み、終了した場合、S108に進む。S106では、部材100の筐体110における反射面の位置関係が変更される。そして、S102に戻って測定を実行する。当該変更は、実験を行っている実験者によって行われてよい。なお、部材100が、電気駆動等によって自動的に反射面の位置関係を変更可能に構成されている場合、当該変更は、自動的に行われてもよい。
S108では、反射特性特定部320が、S102において算出された、入射角毎の反射係数を用いて、測定対象20の反射特性を特定する。そして、処理が終了する。
このように、面同士の位置関係を適宜変更しながら測定を実行することによって、効率的に、入射角に対応する反射係数のデータを増加させ、反射特性の特性精度を向上することができる。なお、図12では、面同士の位置関係を変更する場合を例示したが、これに限らず、送信アンテナ150及び受信アンテナ160の少なくともいずれかの位置を変更してもよい。
図13は、特定装置300として機能するコンピュータ1200のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ1200にインストールされたプログラムは、コンピュータ1200を、本実施形態に係る装置の1又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ1200に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該1又は複数の「部」を実行させることができ、及び/又はコンピュータ1200に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ1200に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、CPU1212によって実行されてよい。
本実施形態によるコンピュータ1200は、CPU1212、RAM1214、及びグラフィックコントローラ1216を含み、それらはホストコントローラ1210によって相互に接続されている。コンピュータ1200はまた、通信インタフェース1222、記憶装置1224、DVDドライブ、及びICカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ1220を介してホストコントローラ1210に接続されている。DVDドライブは、DVD-ROMドライブ及びDVD-RAMドライブ等であってよい。記憶装置1224は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ1200はまた、ROM1230及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ1240を介して入出力コントローラ1220に接続されている。
CPU1212は、ROM1230及びRAM1214内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ1216は、RAM1214内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、CPU1212によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス1218上に表示されるようにする。
通信インタフェース1222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置1224は、コンピュータ1200内のCPU1212によって使用されるプログラム及びデータを格納する。DVDドライブは、プログラム又はデータをDVD-ROM等から読み取り、記憶装置1224に提供する。ICカードドライブは、プログラム及びデータをICカードから読み取り、及び/又はプログラム及びデータをICカードに書き込む。
ROM1230はその中に、アクティブ化時にコンピュータ1200によって実行されるブートプログラム等、及び/又はコンピュータ1200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ1240はまた、様々な入出力ユニットをUSBポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ1220に接続してよい。
プログラムは、DVD-ROM又はICカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置1224、RAM1214、又はROM1230にインストールされ、CPU1212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ1200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ1200の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
例えば、通信がコンピュータ1200及び外部デバイス間で実行される場合、CPU1212は、RAM1214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース1222に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース1222は、CPU1212の制御の下、RAM1214、記憶装置1224、DVD-ROM、又はICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
また、CPU1212は、記憶装置1224、DVDドライブ(DVD-ROM)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がRAM1214に読み取られるようにし、RAM1214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU1212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。CPU1212は、RAM1214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM1214に対しライトバックする。また、CPU1212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU1212は、当該複数のエントリの中から、第1の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。
上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ1200上又はコンピュータ1200近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ1200に提供する。
本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び/又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び/又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)及び/又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、及びプログラマブルロジックアレイ(PLA)等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(登録商標)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はSmalltalk(登録商標)、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「C」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。