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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-02
(45)【発行日】2024-08-13
(54)【発明の名称】レーダ装置及び方法
(51)【国際特許分類】
G01S 13/89 20060101AFI20240805BHJP
G01S 7/03 20060101ALI20240805BHJP
【ＦＩ】
G01S13/89
G01S7/03 230
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021141121
(22)【出願日】2021-08-31
(65)【公開番号】P2023034744
(43)【公開日】2023-03-13
【審査請求日】2023-03-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】朱 旭
(72)【発明者】
【氏名】森 浩樹
【審査官】山下 雅人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－２０４５１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２８７２３５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２４１６２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／０１４５３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２４２９９０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－２０４５７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００８９４６０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－０８５４６１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ ７／００－１７／９５
Ｇ０１Ｎ２２／００－２２／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のアンテナパネルを含むレーダ装置であって、前記複数のアンテナパネルは、第１送信パネルと第１受信パネルと第２受信パネル、又は第１送信パネルと第２送信パネルと第１受信パネル、を含み、
前記第１送信パネルは距離ｄのｍ倍の間隔の複数のアンテナを含み、
前記第１受信パネルは前記距離ｄのｎ倍の間隔の複数のアンテナを含み、
前記距離ｄは、前記第１送信パネルから送信される電波の略半波長であり、
ｍは２以上の正の整数であり、
ｎは２以上の正の整数であり、
ｍとｎは互いに素であり、
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第１受信パネルと前記第２受信パネルを含む場合、
前記第１送信パネルは第１面に配置され、
前記第１受信パネルは第２面に配置され、
前記第２受信パネルは第３面に配置され、
前記第１面と前記第２面の間に前記第１送信パネルの第１送信面と前記第１受信パネルの第１受信面とがあり、
前記第２面と前記第３面の間に前記第１受信パネルの第１受信面と前記第２受信パネルの第２受信面とがあり、
前記第１面と前記第２面のなす角は０度より大きく１８０度より小さく、
前記第２面と前記第３面のなす角は０度より大きく１８０度より小さく、
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第２送信パネルと前記第１受信パネルを含む場合、
前記第１送信パネルは第４面に配置され、
前記第２送信パネルは第５面に配置され、
前記第１受信パネルは第６面に配置され、
前記第４面と前記第５面の間に前記第１送信パネルの第１送信面と前記第２送信パネルの第２送信面があり、
前記第５面と前記第６面の間に前記第２送信パネルの第２送信面と前記第１受信パネルの第１受信面とがあり、
前記第４面と前記第５面のなす角は０度より大きく１８０度より小さく、
前記第５面と前記第６面のなす角は０度より大きく１８０度より小さい、レーダ装置。
【請求項2】
前記第２送信パネルは前記距離ｄのｍ倍の間隔の複数のアンテナを含む、請求項１記載のレーダ装置。
【請求項3】
前記第２送信パネルは前記距離ｄのｏ倍の間隔の複数のアンテナを含み、ｏは２以上の正の整数であり、
ｎとｏは互いに素である、請求項１記載のレーダ装置。
【請求項4】
前記第２受信パネルは前記距離ｄのｎ倍の間隔の複数のアンテナを含む、請求項１記載のレーダ装置。
【請求項5】
前記第２受信パネルは前記距離ｄのｐ倍の間隔の複数のアンテナを含み、ｐは２以上の正の整数であり、
ｍとｐは互いに素である、請求項１記載のレーダ装置。
【請求項6】
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第１受信パネルと前記第２受信パネルを含む場合、前記第１送信パネルと前記第１受信パネルと前記第２受信パネルの夫々に含まれる複数のアンテナは、一次元配列され、前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第２送信パネルと前記第１受信パネルを含む場合、前記第１送信パネルと前記第２送信パネルと前記第１受信パネルの夫々に含まれる複数のアンテナは、一次元配列される、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項7】
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第１受信パネルと前記第２受信パネルを含む場合、前記第１送信パネルと前記第１受信パネルと前記第２受信パネルの各々に含まれる複数のアンテナは、二次元配列され、前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第２送信パネルと前記第１受信パネルを含む場合、前記第１送信パネルと前記第２送信パネルと前記第１受信パネルの夫々に含まれる複数のアンテナは、二次元配列される、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項8】
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第２送信パネルと前記第１受信パネルを含む場合、前記第１送信パネルに含まれる複数のアンテナは一次元配列され、
前記第２送信パネルに含まれる複数のアンテナは一次元配列され、
前記第１受信パネルに含まれる複数のアンテナは二次元配列され、
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第１受信パネルと前記第２受信パネルを含む場合、
前記第１送信パネルに含まれる複数のアンテナは一次元配列され、
前記第１受信パネルに含まれる複数のアンテナは二次元配列され、
前記第２受信パネルに含まれる複数のアンテナは二次元配列される、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項9】
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第２送信パネルと前記第１受信パネルを含む場合、前記第１送信パネルに含まれる複数のアンテナは二次元配列され、
前記第２送信パネルに含まれる複数のアンテナは二次元配列され、
前記第１受信パネルに含まれる複数のアンテナは一次元配列され、
前記複数のアンテナパネルが前記第１送信パネルと前記第１受信パネルと前記第２受信パネルを含む場合、
前記第１送信パネルに含まれる複数のアンテナは二次元配列され、
前記第１受信パネルに含まれる複数のアンテナは一次元配列され、
前記第２受信パネルに含まれる複数のアンテナは一次元配列される、請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項10】
前記第１受信パネル、又は前記第１受信パネルと前記第２受信パネルに接続され、電波の反射物体の画像を生成する処理部をさらに備える、請求項１記載のレーダ装置。
【請求項11】
前記処理部は、前記第１受信パネルの受信信号により生成した第１画像と、前記第２受信パネルの受信信号により生成した第２画像とが重複する領域を含む場合、重複する領域の前記第１画像の画素値の平均値と前記第２画像の画素値の平均値に基づいて前記第１画像又は前記第２画像の重複する領域の画素値を補正する、請求項１０記載のレーダ装置。
【請求項12】
前記距離ｄは、前記第１送信パネルから送信される電波の半波長である、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のレーダ装置。
【請求項13】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のレーダ装置の方法であって、少なくとも前記第１送信パネルから対象物に電波を放射し、
前記対象物から反射した電波を少なくとも前記第１受信パネルで受信する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、レーダに関する。
【背景技術】
【0002】
検査対象者（以下、対象者と称される）が危険物を保持しているか否かの検査を行うレーダ装置が提案されている。レーダ装置は、対象者に電波を放射し、対象者からの反射波を受信し、反射波に基づいて対象者が危険物を保持しているか否かを判定する。
【0003】
電波は対象者の表面で多くの方向に反射されるので、死角が生じることなく、対象者全体を検査するためには、多くのアンテナが必要であり、レーダ装置の構成が複雑である。さらに、多くのアンテナで送受信を行うので、検査時間が長い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】Bingyuan Liang, Xiaozhou Shang, Xiaodong Zhuge , and Jungang Miao, “Accurate Near-Field Millimeter-Wave Imaging of Concave Objects - A Case Study of Dihedral Structures Under Monostatic Array Configurations”, IEEE transactions on geoscience and remote sensing, vol. 58, No 5, May 2020
【文献】Xiaodong Zhuge and Alexander G. Yarovoy, “Study on Two-Dimensional Sparse MIMO UWB Arrays for High Resolution Near-Field Imaging”, IEEE transactions on antennas and propagation, vol. 60, No. 9, September 2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、簡単な構成で短時間に対象者を検査することができるレーダ装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態に係るレーダ装置は、電波を送信又は受信する複数のアンテナパネルを含む。複数のアンテナパネルは、第１送信パネルと第１受信パネルと第２受信パネル、又は第１送信パネルと第２送信パネルと第１受信パネル、を含む。第１送信パネルは距離ｄのｍ倍の間隔の複数のアンテナを含む。第１受信パネルは距離ｄのｎ倍の間隔の複数のアンテナを含む。距離ｄは、第１送信パネルから送信される電波の略半波長である。ｍは２以上の正の整数である。ｎは２以上の正の整数である。ｍとｎは互いに素である。
複数のアンテナパネルが第１送信パネルと第１受信パネルと第２受信パネルを含む場合、第１送信パネルは第１面に配置され、第１受信パネルは第２面に配置され、第２受信パネルは第３面に配置され、第１面と第２面の間に第１送信パネルの第１送信面と第１受信パネルの第１受信面とがあり、第２面と第３面の間に第１受信パネルの第１受信面と第２受信パネルの第２受信面とがあり、第１面と第２面のなす角は０度より大きく１８０度より小さく、第２面と第３面のなす角は０度より大きく１８０度より小さい。
複数のアンテナパネルが第１送信パネルと第２送信パネルと第１受信パネルを含む場合、第１送信パネルは第４面に配置され、第２送信パネルは第５面に配置され、第１受信パネルは第６面に配置され、第４面と第５面の間に第１送信パネルの第１送信面と第２送信パネルの第２送信面があり、第５面と第６面の間に第２送信パネルの第２送信面と第１受信パネルの第１受信面とがあり、第４面と第５面のなす角は０度より大きく１８０度より小さく、第５面と第６面のなす角は０度より大きく１８０度より小さい。
複数のアンテナパネルが第１送信パネルと第１受信パネルと第２受信パネルを含む場合、第１送信パネルは第１面に配置され、第１受信パネルは第２面に配置され、第２受信パネルは第３面に配置され、第１面と第２面の間に第１送信パネルの第１送信面と第１受信パネルの第１受信面とがあり、第２面と第３面の間に第１受信パネルの第１受信面と第２受信パネルの第２受信面とがあり、第１面と第２面のなす角は０度より大きく１８０度より小さく、第２面と第３面のなす角は０度より大きく１８０度より小さい。
複数のアンテナパネルが第１送信パネルと第２送信パネルと第１受信パネルを含む場合、第１送信パネルは第４面に配置され、第２送信パネルは第５面に配置され、第１受信パネルは第６面に配置され、第４面と第５面の間に第１送信パネルの第１送信面と第２送信パネルの第２送信面があり、第５面と第６面の間に第２送信パネルの第２送信面と第１受信パネルの第１受信面とがあり、第４面と第５面のなす角は０度より大きく１８０度より小さく、第５面と第６面のなす角は０度より大きく１８０度より小さい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態に係るレーダ装置の構成の一例を説明する図。
【図2】実施形態に係るレーダ装置の送信回路と受信回路の電気的構成の一例を説明するブロック図。
【図3】実施形態に係るレーダ装置の送信回路と受信回路の電気的構成の他の例を説明するブロック図。
【図4】実施形態に係る送信回路から出力されるチャープ信号の一例を説明する図。
【図5】実施形態に係る受信回路の動作の一例を説明する図。
【図6】実施形態に係るレーダ装置の検査原理を説明する図。
【図7】実施形態に係る送信パネルと受信パネルに備えられるアレイアンテナの原理を説明する図。
【図8】実施形態に係る送信パネルと受信パネルに備えられるアレイアンテナの第１例を説明する図。
【図9】実施形態に係る送信パネルと受信パネルに備えられるアレイアンテナの第２例を説明する図。
【図10】実施形態に係る送信パネルと受信パネルに備えられるアレイアンテナの第３例を説明する図。
【図11】実施形態に係る送信パネルと受信パネルに備えられるアレイアンテナの第４例を説明する図。
【図12】実施形態に係る送信パネルと受信パネルに備えられるアレイアンテナの第５例を説明する図。
【図13】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第１例を説明する図。
【図14】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第２例を説明する図。
【図15】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第３例を説明する図。
【図16】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第４例を説明する図。
【図17】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第５例を説明する図。
【図18】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第６例を説明する図。
【図19】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第７例を説明する図。
【図20】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第８例を説明する図。
【図21】実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第９例を説明する図。
【図22】実施形態に係るレーダ装置の動作の一例を説明するフローチャート。
【図23】実施形態に係るレーダ装置の画像生成の第１例を説明する図。
【図24】実施形態に係るレーダ装置の画像生成の第２例を説明する図。
【図25】実施形態に係るレーダ装置の画像生成の第３例を説明する図。
【図26】実施形態に係るレーダ装置の画像生成の第４例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。以下の説明は、実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、以下に説明する構成要素の構造、形状、配置、材質等に限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、互いの寸法の関係や比率が異なる要素が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介して接続されることも意味する。
【0009】
実施形態に係るレーダ装置は、例えば空港、駅、空港、ショッピングモール、コンサートホール、展示会場等の施設に設置され、対象者（施設の利用者）が危険物を保持しているか否かの保安検査をする際に利用される。例えば、対象者の各点に対し電波を順次放射し、対象者の各点によって反射された電波を順次受信することによって対象者が走査される。この走査により得られた受信信号に基づき対象者を含む画像が生成される。施設の管理者は、この画像を確認することにより、対象者が危険物を保持しているか否か、又は対象者の持ち物に危険物が隠されているか否か等を判断することができる。
【0010】
図１は、実施形態に係るレーダ装置１の構成の一例を示す図である。レーダ装置１は、複数枚の送信パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、…、複数枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、…、送信回路６、受信回路８、画像生成回路１０、画像処理回路１２、コントローラ１４、通信回路１８及び表示装置１６を含む。個別に区別する必要が無い場合、送信パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、…は送信パネル２と称される。個別に区別する必要が無い場合、受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、…は受信パネル４と称される。送信パネル２の枚数と受信パネル４の枚数はともに複数である必要はなく、いずれか一方の枚数は単数であってもよい。送信パネル２及び受信パネル４の夫々は基板上に一次元配列された複数のアンテナからなるリニアアレイアンテナ、又は基板上に二次元配列された複数のアンテナからなる平面アレイアンテナ又はプレーナアレイアンテナ（以降、プレーナアレイアンテナと称される）を備える。基板は平面基板でも曲面基板でもよい。アンテナの例は、マイクロストリップアンテナである。
【0011】
送信パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、…の各々が含む複数のアンテナは互いに直交するように送信、例えば、時分割送信する。時分割送信は、送信パネル２ａに含まれる第１アンテナ、第２アンテナ、…、送信パネル２ｂに含まれる第１アンテナ、第２アンテナ、…、送信パネル２ｃに含まれる第１アンテナ、第２アンテナ、…、の順に送信するような単純な巡回方式でもよい。あるいは、或るタイミングでレーダ送信を行う送信パネルのアンテナをコントローラ１４が調整するようにして時分割送信を実行してもよい。
【0012】
送信パネル２が送信回路６に接続される。図１では示されないが、送信回路６は各送信パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、…に接続される複数の送信回路を含んでもよい。送信パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、…は様々な位置に配置され、対象者に対して様々な方向から電波を放射する。受信パネル４が受信回路８に接続される。受信回路８も各受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、…に接続される複数の受信回路を含んでもよい。受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、…も様々な位置に配置され、対象者からの様々な方向の反射波を受信する。少なくとも１枚の送信パネルと複数枚の受信パネル、又は複数枚の送信パネルと少なくとも１枚の受信パネルを対象者の周囲の様々な位置に配置することにより、対象者全体を検査することができる。
【0013】
レーダ装置１は、所定の検査エリア全体に電波を常時放射して検査を実施してもよい。あるいは、レーダ装置１は、検査エリアに位置する対象者を撮影するカメラを含み、カメラで撮影された検査エリアの画像から対象者を認識し、対象者を認識した場合、認識した対象者に対してのみ電波を放射してもよい。
【0014】
実施形態で用いられる電波としては、波長が１ミリメートルから３０ミリメートルの電波を利用してもよい。波長が１ミリメートルから１０ミリメートルの電波はミリ波とも称され、波長が１０ミリメートルから１００ミリメートルの電波はマイクロ波とも称される。さらに、テラヘルツ波と称される波長が１００マイクロメートルから１ミリメートルの電波を用いてもよい。
【0015】
レーダ装置１は、放射方向を変化しつつ電波の放射を繰り返し、対象者の複数の点に対して電波を放射することにより、対象者を電波で走査する。電波を放射すると、電波の伝搬路上に存在する物体で電波は反射される。レーダ装置１は、ある距離で反射された電波の反射強度を測定することにより、その距離に存在する物体が人体であるか、又は拳銃、爆薬等の危険物であるかを判定できる。レーダ装置１は、この判定結果をアラーム音等で出力する。
【0016】
画像生成回路１０は、受信回路８から出力される受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、…の受信信号に基づいて少なくとも対象物の一部の部分画像を生成する。画像処理回路１２は、部分画像を合成し、合成画像を生成する。表示装置１６は、合成画像を表示する。合成画像は、対象物が所持している危険物の画像も含むので、レーザ装置１のオペレータは、この画像を観察することにより、対象物が危険物を所持しているか否かは判断することができる。
【0017】
コントローラ１４は、送信回路６、受信回路８、画像生成回路１０、画像処理回路１２及び通信回路１８の動作を制御する。
【0018】
いくつかの回路、例えば、画像生成回路１０と画像処理回路１２は、レーダ装置１の外部装置、例えばサーバ装置に含まれるように構成されてもよい。通信回路１８は、外部装置と通信し、受信回路８の出力を外部装置内の画像生成・処理回路に送信し、画像生成・処理回路の処理結果である合成画像を受信してもよい。また、通信回路１８は合成画像をレーダ装置内またはレーダ装置外部のサーバ装置に送信し、合成画像をサーバ装置のデータベースに保存してもよい。さらに、表示装置１６もレーダ装置１の外部に設けられてもよい。
【0019】
いくつかの回路、例えば画像生成回路１０、画像処理回路１２、コントローラ１４は結合されて１つの回路として実現されてもよい。いくつかの回路、例えば画像生成回路１０、画像処理回路１２、コントローラ１４は、ソフトウェアにより実現されてもよい。
【0020】
図２は送信回路６と受信回路８の電気的構成の一例を示すブロック図である。送信回路６は送信パネル２毎に設けられる。受信回路８は受信パネル４毎に設けられる。図２は、送信パネル２ａに接続される送信回路６ａと、受信パネル４ａに接続される受信回路８ａを示す。送信パネル２ａは、アンテナ２ａ－１、２ａ－２、２ａ－３、…を含む。受信パネル４ａは、アンテナ４ａ－１、４ａ－２、４ａ－３、…を含む。
【0021】
送信回路６ａはシンセサイザ２２ａとパワーアンプ２４ａとセレクタ２５ａを含む。シンセサイザ２２で生成された信号がパワーアンプ２４で増幅された後、セレクタ２５ａに入力される。セレクタ２５ａは、１つの入力端子と複数の出力端子を備え、１つの入力端子を複数の出力端子のいずれかに選択的に接続する。パワーアンプ２４ａの出力がセレクタ２５ａを介してアンテナ２ａ－１、２ａ－２、２ａ－３、…のいずれかに順次供給される。これにより、電波が送信パネル２ａのアンテナ２ａ－１、２ａ－２、２ａ－３、…から検査エリアに時分割的に放射される。放射された電波は検査エリアに存在する全ての物体で反射され、反射波が受信パネル４で受信される。
【0022】
送信回路６ａは送信回路６ａの動作タイミングを制御するクロック信号を発生するクロック発生器も備え、クロック信号を受信回路８ａにも送信する。これにより、送信回路６ａと受信回路８ａが同期して送受信を行うことができる。
【0023】
受信回路８ａは、セレクタ２７ａ、低雑音増幅器２６ａ、ミキサ２８ａ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０ａ、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）３２ａ、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transformation：ＦＦＴ）回路３４ａを備える。受信パネル４ａに含まれるアンテナ４ａ－１、４ａ－２、４ａ－３、…のいずれかから出力される受信信号はセレクタ２７ａに入力される。セレクタ２７ａは、１つの入力端子と複数の出力端子を備え、１つの入力端子を複数の出力端子のいずれかに選択的に接続する。これにより、アンテナ４ａ－１、４ａ－２、４ａ－３、…から出力される受信信号が低雑音増幅器２６を介してミキサ２８ａの第１入力端子に入力される。ミキサ２８ａの第２入力端子にはシンセサイザ２２ａの出力信号が入力される。シンセサイザ２２ａとミキサ２８ａとの接続は、信号線を介する有線による接続でもよいし、無線による接続でもよい。ミキサ２８ａはシンセサイザ２２ａの送信信号と、アンテナ４ａ－１、４ａ－２、４ａ－３の受信信号を混合し、中間周波数（Intermediate Frequency：ＩＦ）信号を生成する。
【0024】
中間周波数信号はローパスフィルタ３０ａを介してＡ／Ｄ変換器３２ａに入力される。Ａ／Ｄ変換器３２ａから出力されたディジタル信号は高速フーリエ変換回路３４で解析され、後述するように物体の電波の反射強度が求められる。
【0025】
他の送信パネル２ｂ、２ｃ、…についても、送信回路６ａと同様な送信回路がそれぞれ接続される。他の受信パネル４ｂ、４ｃ、…についても、受信回路８ａと同様な受信回路がそれぞれ接続される。
【0026】
図３は送信回路６と受信回路８の電気的構成の他の例を示すブロック図である。図３では、送信パネル２ａに含まれる複数のアンテナ２ａ－１、２ａ－２、２ａ－３、…に複数のパワーアンプ２４ａ－１、２４ａ－２、２４ａ－３、…がそれぞれ接続され、受信パネル４ａに含まれる複数のアンテナ４ａ－１、４ａ－２、４ａ－３、…に複数の受信回路８ａ－１、８ａ－２、８ａ－３、…がそれぞれ接続される。受信回路８ａ－１、８ａ－２、８ａ－３、…のそれぞれは受信回路８ａと同様な構成である。
【0027】
送信側では、１つのシンセサイザ２２の出力が１つのセレクタ２５を介して複数のパワーアンプ２４ａ－１、２４ａ－２、２４ａ－３、…のいずれかに順次供給される。図２では、シンセサイザ２２ａとパワーアンプ２４ａとセレクタ２５ａが送信回路６を構成するが、図３では、パワーアンプ２４ａ－１、２４ａ－２、２４ａ－３、…のそれぞれが送信回路に対応する。
【0028】
他の送信パネル２ｂ、２ｃ、…についても、パワーアンプ２４ａ－１、２４ａ－２、２４ａ－３、…と同様なパワーアンプとセレクタ２５ａと同様なセレクタが接続される。他の受信パネル４ｂ、４ｃ、…についても、受信回路８ａと同様な受信回路が接続される。
【0029】
図３では、１つの送信パネル２ａに対して１つのシンセサイザ２２が設けられ、１つのシンセサイザ２２の出力が１つの送信パネル２ａと１つの受信パネル４ａの受信回路８に送信されているが、全ての送信パネル２に対して１つのシンセサイザ２２が設けられ、１つのシンセサイザ２２の出力が全ての送信パネル２と全ての受信パネルの受信回路に送信されてもよい。
【0030】
パワーアンプ２４と受信回路８の動作タイミングを制御するクロック信号を発生するクロック発生器についてもシンセサイザ２２と同様に、１つの送信パネル２ａに対して１つのクロック発生器が設けられ、１つのクロック発生器の出力が１つの送信パネル２ａと１つの受信パネル４ａの受信回路に送信されてもよいし、全ての送信パネル２に対して１つのクロック発生器が設けられ、１つのクロック発生器の出力が全ての送信パネル２と全ての受信パネルの受信回路に送信されてもよい。
【0031】
レーダ方式としては種々の方式が採用可能であるが、ここでは、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式を採用するとする。シンセサイザ２２ａ、２２は時間の経過に応じて周波数が直線的に増加するＦＭＣＷ信号を生成する。ＦＭＣＷ信号はチャープ信号とも称される。チャープ信号は、振幅Ａを時間ｔの関数として表すと、図４（ａ）に示すように表される。チャープ信号は、周波数ｆを時間ｔの関数として表すと、図４（ｂ）に示すように表される。チャープ信号は、図４（ｂ）に示すように、中心周波数ｆｃ、変調帯域幅ｆｂ、信号時間幅Ｔｂにより表される。チャープ信号の傾きは周波数の変化レート（チャープレート）γと称される。
【0032】
送信パネル２から放射されるＦＭＣＷ信号の送信波Ｓｔ（ｔ）は、式１で表される。
【0033】
Ｓｔ（ｔ）＝ｃｏｓ［２π（ｆｃ×ｔ＋γｔ２／２）］ 式１
チャープレートγは式２で表される。
チャープレートγは式２で表される。
【0034】
γ＝ｆｂ／Ｔｂ 式２
このとき、送信パネル２（又は受信パネル４）から距離Ｒだけ離れた物体からの反射波は、送信タイミングからΔｔ＝２Ｒ／ｃだけ遅れて観測される。ｃは光速である。受信信号Ｓｒ（ｔ）はターゲットの反射強度をａとすると式３で表される。
このとき、送信パネル２（又は受信パネル４）から距離Ｒだけ離れた物体からの反射波は、送信タイミングからΔｔ＝２Ｒ／ｃだけ遅れて観測される。ｃは光速である。受信信号Ｓｒ（ｔ）はターゲットの反射強度をａとすると式３で表される。
【0035】
Ｓｒ（ｔ）＝ａ×ｃｏｓ［２πｆｃ（ｔ－Δｔ）＋πγ（ｔ－Δｔ）２］ 式３
図５は複数、例えば３つの物体が存在する場合の検出原理を示す。図５（ａ）は送信信号と時間との関係及び受信信号と時間との関係を示す。図５（ａ）に示すように、送信信号は時間とともに周波数が線形的に変化する。受信信号は、送信信号に対してΔｔだけ遅延している。物体が複数ある場合、破線で示すように、最も近い物体からの反射波が最も早く受信され、一点鎖線で示すように、最も遠い物体からの反射波が最も遅く受信される。
図５は複数、例えば３つの物体が存在する場合の検出原理を示す。図５（ａ）は送信信号と時間との関係及び受信信号と時間との関係を示す。図５（ａ）に示すように、送信信号は時間とともに周波数が線形的に変化する。受信信号は、送信信号に対してΔｔだけ遅延している。物体が複数ある場合、破線で示すように、最も近い物体からの反射波が最も早く受信され、一点鎖線で示すように、最も遠い物体からの反射波が最も遅く受信される。
【0036】
図２に示すように、ミキサ２８で受信信号は送信信号と乗算され、ＬＰＦ３０に入力される。ＬＰＦ３０の出力信号はＩＦ信号ｚ（ｔ）と称され、式４で表される。
【0037】
ｚ（ｔ）＝ａ×ｃｏｓ（２πΔｔγｔ） 式４
図５（ｂ）はＩＦ信号の周波数と時間との関係を示す。ノイズ等がない理想的な環境下では、反射波毎に周波数が一定となる。破線で示すように、最も近い物体からの反射波の周波数が最も低く、一点鎖線で示すように、最も遠い物体からの反射波の周波数が最も高い。
図５（ｂ）はＩＦ信号の周波数と時間との関係を示す。ノイズ等がない理想的な環境下では、反射波毎に周波数が一定となる。破線で示すように、最も近い物体からの反射波の周波数が最も低く、一点鎖線で示すように、最も遠い物体からの反射波の周波数が最も高い。
【0038】
式４に示す時間領域のＩＦ信号ｚ（ｔ）をＦＦＴ回路３４においてＦＦＴすることにより周波数領域の反射強度が計算できる。したがって、ＩＦ信号のＦＦＴの結果である周波数領域の各点での振幅がレーダからの距離毎の反射強度に対応する。周波数とレーダからの距離は式５の関係がある。
【0039】
ｆｉｆ＝Δｔγ＝２Ｒγ／ｃ 式５
時間領域のＩＦ信号をＦＦＴすることで得られる反射強度と周波数の関係を図５（ｃ）に示す。このように、ＩＦ信号の周波数領域信号の振幅を求めることにより、送信パネル２（又は受信パネル４）からの距離毎の反射強度を求めることができる。
時間領域のＩＦ信号をＦＦＴすることで得られる反射強度と周波数の関係を図５（ｃ）に示す。このように、ＩＦ信号の周波数領域信号の振幅を求めることにより、送信パネル２（又は受信パネル４）からの距離毎の反射強度を求めることができる。
【0040】
上述の処理は、走査方向に沿った放射点毎に行われる。
【0041】
なお、レーダ方式としては、ＦＭＣＷレーダ以外に、非線形チャープレーダ、周波数掃引型（ＳＦＣＷ（Stepped-Frequency Continuous Wave）レーダ、パルスレーダを用いてもよい。
【0042】
図６は、垂直方向の或る線に沿って対象者を電波で走査した時の反射強度の分布を示す。反射強度は電波を反射した物質によって異なる。図６（ａ）は対象者が何も所持していない場合の反射強度分布を示す。電波は対象者の皮膚で反射されるので、放射点の位置に関わらず、電波の反射強度は変わらず、反射強度の分布はフラットな分布である。図６（ｂ）は対象者が、ほぼ中央に拳銃（金属）を所持している場合の反射強度分布を示す。金属は皮膚に比べて反射強度が高いので、拳銃の位置に対応する放射点の電波の反射強度は他の点の電波の反射強度に比べて高くなる。横軸は反射強度（右が反射強度が高い）であるので、電波の反射強度は右に凸な分布になる。図６（ｃ）は対象者が、ほぼ中央に爆薬を所持している場合の電波の反射強度分布を示す。爆薬は皮膚に比べて電波を良く吸収するので、爆薬の位置に対応する放射点の反射強度は他の点の反射強度に比べて低くなり、電波の反射強度は左に凸な分布になる。分布は少なくとも２点の反射強度の値の相違により特定できる。表示装置１６が図６に示す反射強度分布を表示し、オペレータがその形状を目視し、危険度を判定してもよい。
【0043】
コントローラ１４は、走査線上の少なくとも２点の反射強度を取得すると、電波の反射強度の分布形状の違いに基づいて対象者が危険物を所持している可能性に関する危険度を判定できる。コントローラ１４は、危険度を二値（危険か安全）で求めてもよいし、危険度の程度を示す多値の危険度（例えばかなり危険、やや危険、やや安全、かなり安全等）を求めてもよい。通信回路１８を介してレーダ装置１に接続される外部装置が、人工知能を用いて危険度を判定してもよい。人工知能の一例として、機械学習がある。機械学習では、各点の電波の反射強度から危険度を求めるモデル（ニューラルネットワーク等）を表す演算回路が定義される。モデルは複数の段からなるノードからなる。各ノード間で情報を伝達する結合強度を示すパラメータが定義される。入力段には各点の電波の反射強度が入力され、出力段のノードから危険度が出力される。教師付き学習の場合、各点の電波の反射強度が演算回路に入力され、演算回路から出力された危険度が、施設の管理者又は学習専門者により与えられる教師データとしての危険度に近づくように上記パラメータが学習される。
【0044】
図７は送信パネル２と受信パネル４に備えられるアレイアンテナの原理を説明する。図７は、アレイアンテナとしてプレーナアレイアンテナを用いる例を示す。リニアアレイアンテナは、プレーナアレイアンテナの一部であるので、図７の説明はリニアアレイアンテナにも適用される。
【0045】
送信パネル２には一定間隔ｄ（例えば略半波長（≒λ／２））の仮想的な格子が定義され、仮想的な格子の交点に複数のアンテナ４２が配置され、アレイアンテナが構成される。このアレイアンテナでは、半波長アレイアンテナのように格子の全ての交点にアンテナ４２が配置されるのではなく、格子の大半の交点（図７の破線で示す円）には実際のアンテナ４２が配置されない。複数のアンテナ４２は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄｘ１で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄｙ１で二次元配列される。Ｄｘ１はｄのｎ１倍であり、Ｄｙ１はｄのｍ１倍である。ｎ１とｍ１は２以上の正整数であり、ｎ１とｍ１は等しくてもよいし、異なってもよい。図７は、一例としてｍ１＝ｎ１＝３の場合のＤｘ１＝３ｄ、Ｄｙ１＝３ｄの例を示す。送信パネル２のアレイアンテナは、半波長アレイアンテナにおける配置より疎らに配置されたアンテナから構成され、半波長アレイアンテナよりも疎なアレイアンテナであり、隣り合うアンテナ間の干渉が生じることがない。
【0046】
略半波長は、アンテナ４２が送信する電波の半波長（＝λ／２）の最大で２５パーセントのずれを含む値である。ずれは１０％以下であることが要求される場合もある。
【0047】
受信パネル４にも一定間隔ｄの仮想的な格子が定義され、仮想的な格子の交点に複数のアンテナ４４が配置され、アレイアンテナが構成される。このアレイアンテナでも、半波長アレイアンテナのように格子の全ての交点にアンテナ４４が配置されるのではなく、格子の大半の交点（図７の破線で示す円）には実際のアンテナ４４が配置されない。複数のアンテナ４４は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄｘ２で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄｙ２で二次元配列される。Ｄｘ２はｄのｍ２倍であり、Ｄｙ２はｄのｎ２倍である。ｎ２とｍ２は２以上の正整数であり、ｎ２とｍ２は等しくてもよいし、異なってもよい。図７は、一例としてｍ２＝ｎ２＝４の場合のＤｘ２＝４ｄ、Ｄｙ２＝４ｄの例を示す。受信パネル４のアレイアンテナは、半波長アレイアンテナにおける配置より疎らに配置されたアンテナから構成され、半波長アレイアンテナよりも疎なアレイアンテナであり、隣り合うアンテナ間の干渉が生じることがない。
【0048】
ｍ１とｍ２は互いに素である。例えばｍ１＝３、ｍ２＝４である。ｎ１とｎ２は互いに素である。例えばｎ１＝３、ｎ２＝４である。
【0049】
２つのアレイアンテナのアンテナどうしの間隔が半波長のｍ倍とｎ倍であり、ｍとｎが互いに素である２つのアレイアンテナを用いて生成される画像の分解能は、アンテナの間隔には無関係であり、アレイの開口サイズとアンテナのビームパターンにより決まる。アレイの開口サイズは自由に設定できるので、開口サイズを対象物の断面積と同じとすれば、アレイアンテナが対象物を完全にカバーすることができる。アンテナのビームパターンは、任意の位置の送信アンテナが対象物に電波を送信し、任意の位置の受信アンテナが対象物から反射された電波を受信することができるように設定される。そのため、送信パネル２と受信パネル４による電波の送受信により得られる画像の分解能は半波長アレイアンテナによる電波の送受信により得られる画像の分解能と一致させることができる。送信パネル２と受信パネル４のアンテナ数は夫々２５個である。送信パネル２と受信パネル４をともに半波長アレイアンテナとした場合、送信パネル２と受信パネル４の全ての格子交点に配置されるアンテナの数は夫々１６９個である。第１実施形態によれば、アンテナ数を削減できる。アンテナ数が少ないと、送信／受信時間が短いとともに、受信信号のデータ量も少なく、演算時間も短い。
【0050】
アンテナが略半波長よりも広い間隔で配置されてなるアレイアンテナの特性を説明する。アンテナ数をＮとし、アンテナ間隔をＤとし、アンテナ間の励振位相差をβとし、対象物内の測定点の方角はアレイアンテナ面に対してθの角度であるとすると、２つのアンテナから送信された電波の伝搬位相差はｋＤｃｏｓθである。ｋは波数である。
【0051】
トータルの位相シフトψは式６で表される。
【0052】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β 式６
送信と受信の往復を考慮すると、波数ｋは４π／λで表される。したがって、正規化された放射パターンは式７で表される。
送信と受信の往復を考慮すると、波数ｋは４π／λで表される。したがって、正規化された放射パターンは式７で表される。
【0053】
ＡＦ＝（１／Ｎ）（ｓｉｎ（Ｎψ／２）／ｓｉｎ（ψ／２）） 式７
式７は、アレイアンテナの放射パターンの一般的な表現である。式７の最大値は式８の条件が満たされると得られる。
式７は、アレイアンテナの放射パターンの一般的な表現である。式７の最大値は式８の条件が満たされると得られる。
【0054】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β＝±２ｍπ 式８
ここで、ｍ＝［０，１，２，…］である。多くの場合、放射はアレイの軸に垂直な方向で最大になることが望ましい。第１の最大値がθ＝π／２の方向で得られるためには、式９の条件が必要である。
ここで、ｍ＝［０，１，２，…］である。多くの場合、放射はアレイの軸に垂直な方向で最大になることが望ましい。第１の最大値がθ＝π／２の方向で得られるためには、式９の条件が必要である。
【0055】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β｜θ＝π／２＝β＝０ 式９
このため、アレイファクタの最大値がアレイアンテナの軸に垂直な方向で最大になるためには、全てのアンテナが同じ励振位相である必要がある。しかしながら、Ｄ＝λ／２であり、β＝０であるので、トータルの位相シフトψは式１０で表される。
このため、アレイファクタの最大値がアレイアンテナの軸に垂直な方向で最大になるためには、全てのアンテナが同じ励振位相である必要がある。しかしながら、Ｄ＝λ／２であり、β＝０であるので、トータルの位相シフトψは式１０で表される。
【0056】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β＝２πｃｏｓθ｜θ＝π／２＝±２π 式１０
式１０のψを式７に代入すると、アレイファクタの最大値はθ＝０，πの場合に得られることが分かる。これは、アレイファクタは、３つの点（θ＝０，π／２，π）で最大値となることを意味する。２つの追加の最大値はグレーティングローブと称される。さらに、Ｄ＝２．５λ、β＝０であるならば、θ＝０の最大値は０＜θ＜π／２の角度範囲にシフトしθ＝πの最大値はπ／２＜θ＜πの角度範囲にシフトし、２つの追加的なグレーティングローブが生じることが分かる。もしも、アンテナ間隔Ｄ＝５λに広げられると、メインローブの両側にそれぞれ１０本のグレーティングローブが生じる。
式１０のψを式７に代入すると、アレイファクタの最大値はθ＝０，πの場合に得られることが分かる。これは、アレイファクタは、３つの点（θ＝０，π／２，π）で最大値となることを意味する。２つの追加の最大値はグレーティングローブと称される。さらに、Ｄ＝２．５λ、β＝０であるならば、θ＝０の最大値は０＜θ＜π／２の角度範囲にシフトしθ＝πの最大値はπ／２＜θ＜πの角度範囲にシフトし、２つの追加的なグレーティングローブが生じることが分かる。もしも、アンテナ間隔Ｄ＝５λに広げられると、メインローブの両側にそれぞれ１０本のグレーティングローブが生じる。
【0057】
したがって、アンテナ間隔Ｄ＝ｎλ／２，ｎ＝１，２，３，…の場合、トータルの位相シフトψは式１１、式１２で表される。
【0058】
ψ＝ｋＤｃｏｓθ＋β＝２πｎｃｏｓθ 式１１
２πｎｃｏｓθｍ＝２ｍπ 式１２
もし、式１２を満たすθｍ（ｍ＝［０，１，２，…］）があれば、θｍはアレイファクタが最大値となる角度の集合である。すなわち、θｍ（ｍ＝［０，１，２，…］）は式１３で表される。
２πｎｃｏｓθｍ＝２ｍπ 式１２
もし、式１２を満たすθｍ（ｍ＝［０，１，２，…］）があれば、θｍはアレイファクタが最大値となる角度の集合である。すなわち、θｍ（ｍ＝［０，１，２，…］）は式１３で表される。
【0059】
θｍ＝ｃｏｓ－１（ｍ／ｎ） 式１３
図７の送信パネル２のＸ方向のアンテナ間隔Ｄｘ１＝ｍ１×ｄ（ｍ１＝３）と受信パネル４のＸ方向のアンテナ間隔Ｄｘ２＝ｍ２×ｄ（ｍ２＝４）のｍ１とｍ２は互いに素であるので、同じ角度、すなわちアレイの垂直方向（Ｚ方向）でアレイアンテナのアレイファクタが同時に最大値となることを式１３は示す。
図７の送信パネル２のＸ方向のアンテナ間隔Ｄｘ１＝ｍ１×ｄ（ｍ１＝３）と受信パネル４のＸ方向のアンテナ間隔Ｄｘ２＝ｍ２×ｄ（ｍ２＝４）のｍ１とｍ２は互いに素であるので、同じ角度、すなわちアレイの垂直方向（Ｚ方向）でアレイアンテナのアレイファクタが同時に最大値となることを式１３は示す。
【0060】
図７の受信パネル４のＹ方向のアンテナ間隔Ｄｙ１＝ｎ１×ｄ（ｎ１＝３）と受信パネル４のＹ方向のアンテナ間隔Ｄｙ２＝ｎ２×ｄ（ｎ２＝４）のｎ１とｎ２は互いに素であるので、同じ角度、すなわちアレイの垂直方向（Ｚ方向）でアレイアンテナのアレイファクタが同時に最大値となることを式１３は示す。
【0061】
したがって、２つのアレイアンテナのグレーティングローブの位置は異なる。アンテナが略半波長よりも広い間隔で配置されてなるアレイアンテナによる電波の送受信により得られる画像では、グレーティングローブの位置に偽像（phantom）が生じる。したがって、アンテナ間隔が互いに素である２つのアレイアンテナによる送受信によって生じる偽像の位置は異なるので、２つのアレイアンテナによる送受信によって生じる２つの画像を画像処理することにより、偽像の影響を取り除くことができる。
【0062】
【0063】
図８は、レーダ装置１が少なくとも１（例えば１）枚の送信パネル２ａ－１と複数（例えば２）枚の受信パネル４ａ－１、４ｂ－１を含む第１例を示す。第１例では、送信パネル２と受信パネル４はともにリニアアレイアンテナを備える。
【0064】
送信パネル２ａ－１は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ１で一次元配列された複数（ｎ１）個のアンテナ５０１－５０ｎ１を含む。ｎ１は２以上の正整数である。間隔Ｄ１は略半波長のｄ１倍である。ｄ１は２以上の正整数である。
【0065】
受信パネル４ａ－１は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ２で一次元配列された複数（ｎ２）個のアンテナ７０１－７０ｎ２を含む。ｎ２は２以上の正整数であり、ｎ１と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２は略半波長のｄ２倍である。ｄ２は２以上の正整数である。ｄ２とｄ１は互いに素である。
【0066】
受信パネル４ｂ－１は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ３で一次元配列された複数（ｎ３）個のアンテナ７２１－７２ｎ３を含む。ｎ３は２以上の正整数であり、ｎ１又はｎ２と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ３は略半波長のｄ３倍である。ｄ３は２以上の正整数であり、ｄ２と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ３とｄ１は互いに素である。ｄ３とｄ２は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0067】
レーダ装置１は３枚以上の受信パネル４を含んでもよい。３枚目以上の受信パネル４の構成は受信パネル４ａ－１、４ｂ－１と同様である。送信パネル２と受信パネル４のリニアアレイアンテナの配列方向はＸ方向に限らず、任意の方向でよい。送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図８の例とは逆に、レーダ装置１は複数枚の送信パネル２と少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0068】
図９は、レーダ装置１が少なくとも１（例えば１）枚の送信パネル２ａ－２と複数（例えば２）枚の受信パネル４ａ－２、４ｂ－２を含む第２例を示す。第２例では、送信パネル２はリニアアレイアンテナを備え、受信パネル４はプレーナアレイアンテナを備える。
【0069】
送信パネル２ａ－２は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ４で一次元配列された複数（ｎ４）個のアンテナ５２１－５２ｎ４を含む。ｎ４は２以上の正整数である。間隔Ｄ４は略半波長のｄ４倍である。ｄ４は２以上の正整数である。
【0070】
受信パネル４ａ－２は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ５で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ６で二次元配列された複数（ｍ１×ｎ５）個のアンテナ７４１，１－７４ｍ１，ｎ５を含む。ｎ５は２以上の正整数であり、ｎ４と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ５は略半波長のｄ５倍である。ｄ５は２以上の正整数である。ｄ５とｄ４は互いに素である。ｍ１は２以上の正整数であり、ｎ５と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ６は略半波長のｄ６倍である。ｄ６は２以上の正整数であり、ｄ５と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ５０とｄ６は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0071】
受信パネル４ｂ－２は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ７で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ８で二次元配列された複数（ｍ２×ｎ６）個のアンテナ７６１，１－７６ｍ２，ｎ６を含む。ｎ６は２以上の正整数であり、ｎ５と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ７は略半波長のｄ７倍である。ｄ７は２以上の正整数であり、ｄ５と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ７とｄ４は互いに素である。ｄ７とｄ５は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｍ２は２以上の正整数であり、ｍ１と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ８は略半波長のｄ８倍である。ｄ８は２以上の正整数であり、ｄ６と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１７とｄ８は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ８とｄ６は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0072】
レーダ装置１は３枚以上の受信パネル４を含んでもよい。３枚目以上の受信パネル４の構成は受信パネル４ａ－２、４ｂ－２と同様である。送信パネル２のリニアアレイアンテナの配列方向はＸ方向に限らず、任意の方向でよい。その場合、受信パネル４のプレーナアレイアンテナの配列方向はリニアアレイアンテナの配列方向とそれに交差する方向を含む。受信パネル２が備えるプレーナアレイアンテナの２つの配列方向の交差角度は９０度に限らない。送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図９の例とは逆に、レーダ装置１はプレーナアレイアンテナを備える複数枚の送信パネル２とリニアアレイアンテナを備える少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0073】
図８と図９の組合せも可能である。すなわち、レーダ装置１はリニアアレイアンテナを備える少なくとも１枚の送信パネル２とリニアアレイアンテナ又はプレーナアレイアンテナを備える複数枚の受信パネル４を含んでもよい。あるいは、レーダ装置１はリニアアレイアンテナ又はプレーナアレイアンテナを備える複数枚の送信パネル２とリニアアレイアンテナを備える少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0074】
図１０は、レーダ装置１が少なくとも１（例えば１）枚の送信パネル２ａ－３と複数（例えば２）枚の受信パネル４ａ－３、４ｂ－３を含む第３例を示す。第３例では、送信パネル２ａ－３はプレーナアレイアンテナを備え、受信パネル４ａ－３、４ｂ－３はリニアアレイアンテナを備える。
【0075】
送信パネル２ａ－３は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ９で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ１０で二次元配列された複数（ｍ３×ｎ７）個のアンテナ５４１，１－５４ｍ３，ｎ７を含む。ｎ７は２以上の正整数である。間隔Ｄ９は略半波長のｄ９倍である。ｄ９は２以上の正整数である。ｍ３は２以上の正整数であり、ｎ７と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１０は略半波長のｄ１０倍である。ｄ１０は２以上の正整数であり、ｄ９と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１０とｄ９は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0076】
受信パネル４ａ－３は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ１１で一次元配列された複数（ｎ８）個のアンテナ７８１－７８ｎ８を含む。ｎ８は２以上の正整数であり、ｎ７と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１１は略半波長のｄ１１倍である。ｄ１１は２以上の正整数である。ｄ１１とｄ９は互いに素である。ｄ１１とｄ１０は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0077】
受信パネル４ｂ－３は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ１２で一次元配列された複数（ｎ９）個のアンテナ８０１－８０ｎ９を含む。ｎ９は２以上の正整数であり、ｎ８と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１２は略半波長のｄ１２倍である。ｄ１２は２以上の正整数であり、ｄ１１と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１２とｄ９は互いに素である。ｄ１２とｄ１１は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ１２とｄ９又はｄ１０は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0078】
レーダ装置１は３枚以上の受信パネル４を含んでもよい。３枚目以上の受信パネル４の構成は受信パネル４ａ－３、４ｂ－３と同様である。受信パネル４のリニアアレイアンテナの配列方向はＸ方向に限らず、任意の方向でよい。その場合、送信パネル２のプレーナアレイアンテナの配列方向はリニアアレイアンテナの配列方向とそれに交差する方向を含む。プレーナアレイアンテナの２つの配列方向の交差角度は９０度に限らない。送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図１０の例とは逆に、レーダ装置１はリニアアレイアンテナを備える複数枚の送信パネル２とプレーナアレイアンテナを備える少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0079】
図１０の複数の受信パネル４の少なくとも１枚はプレーナアレイアンテナを備えてもよい。
【0080】
図１１は、レーダ装置１が少なくとも１（例えば１）枚の送信パネル２ａ－４と複数（例えば２）枚の受信パネル４ａ－４、４ｂ－４を含む第４例を示す。第４例では、送信パネル２ａ－４と受信パネル４ａ－４、４ｂ－４はともにプレーナアレイアンテナを備える。
【0081】
送信パネル２ａ－４は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ１３で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ１４で二次元配列された複数（ｍ４×ｎ１０）個のアンテナ５６１，１－５６ｍ４，ｎ１０を含む。ｎ１０は２以上の正整数である。間隔Ｄ１３は略半波長のｄ１３倍である。ｄ１３は２以上の正整数である。ｍ４は２以上の正整数であり、ｎ１０と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１４は略半波長のｄ１４倍である。ｄ１４は２以上の正整数であり、ｄ１３と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１４とｄ１３は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0082】
受信パネル４ａ－４は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ１５で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ１６で二次元配列された複数（ｍ５×ｎ１１）個のアンテナ８２ａ－８２ｍ５，ｎ１１を含む。ｎ１１は２以上の正整数であり、ｎ１０と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１５は略半波長のｄ１５倍である。ｄ１５は２以上の正整数である。ｄ１５とｄ１３は互いに素である。ｍ５は２以上の正整数であり、ｎ１１と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１６は略半波長のｄ１６倍である。ｄ１６は２以上の正整数であり、ｄ１５と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１６とｄ１４は互いに素である。ｄ１６とｄ１５は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ１５とｄ１４は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ１６とｄ１３は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0083】
受信パネル４ｂ－４は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ１７で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ１８で二次元配列された複数（ｍ６×ｎ１２）個のアンテナ８４１，１－８４ｍ６，ｎ１２を含む。ｎ１２は２以上の正整数であり、ｎ１１と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１７は略半波長のｄ１７倍である。ｄ１７は２以上の正整数であり、ｄ１５と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１７とｄ１３は互いに素である。ｍ６は２以上の正整数であり、ｎ１２と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ１８は略半波長のｄ１８倍である。ｄ１８は２以上の正整数であり、ｄ１６と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１８とｄ１４は互いに素である。ｄ１８とｄ１６は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ１７とｄ１４は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ１８とｄ１３は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0084】
レーダ装置１は３枚以上の受信パネル４を含んでもよい。３枚目以上の受信パネル４の構成は受信パネル４ａ－４、４ｂ－４と同様である。送信パネル２と受信パネル４のプレーナアレイアンテナの配列方向はＸ方向とＹ方向に限らず、任意の２方向でよい。プレーナアレイアンテナの２つの配列方向の交差角度は９０度に限らない。送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図１１の例とは逆に、レーダ装置１はプレーナアレイアンテナを備える複数枚の送信パネル２とプレーナアレイアンテナを備える少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0085】
図１１の複数の複数の受信パネル４の少なくとも１枚はリニアアレイアンテナを備えてもよい。
【0086】
図１２は、レーダ装置１が複数（例えば２）枚の送信パネル２ａ－５、２ｂ－５と複数（例えば２）枚の受信パネル４ａ－５、４ｂ－５を含む第５例を示す。第５例では、送信パネル２ａ－４、２ｂ－５と受信パネル４ａ－５、４ｂ－５はともにプレーナアレイアンテナを備える。
【0087】
送信パネル２ａ－５は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ１９で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ２０で二次元配列された複数（ｍ７×ｎ１３）個のアンテナ５８１，１－５８ｍ７，ｎ１３を含む。ｎ１３は２以上の正整数である。間隔Ｄ１９は略半波長のｄ１９倍である。ｄ１９は２以上の正整数である。ｍ７は２以上の正整数であり、ｎ１３と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２０は略半波長のｄ２０倍である。ｄ２０は２以上の正整数であり、ｄ１９と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ１９とｄ２０は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0088】
送信パネル２ｂ－５は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ２１で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ２２で二次元配列された複数（ｍ８×ｎ１４）個のアンテナ６０１，１－６０ｍ８，ｎ１４を含む。ｎ１４は２以上の正整数であり、ｎ１３と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２１は略半波長のｄ２１倍である。ｄ２１は２以上の正整数であり、ｄ１９と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ２１とｄ１９は互いに素である。ｍ８は２以上の正整数であり、ｎ１４と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２２は略半波長のｄ２２倍である。ｄ２２は２以上の正整数であり、ｄ２１と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ２２とｄ２０は互いに素である。ｄ１９とｄ２０は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ２１とｄ２２は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0089】
受信パネル４ａ－５は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ２３で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ２４で二次元配列された複数（ｍ９×ｎ１５）個のアンテナ８６１，１－８６ｍ９，ｎ１５を含む。ｎ１５は２以上の正整数であり、ｎ１３、ｎ１４と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２３は略半波長のｄ２３倍である。ｄ１３は２以上の正整数である。ｄ２３とｄ１９は互いに素である。ｄ２３とｄ２１は互いに素である。ｍ９は２以上の正整数であり、ｎ１５と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２４は略半波長のｄ２４倍である。ｄ２４は２以上の正整数であり、ｄ２３と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ２４とｄ２０は互いに素である。ｄ２４とｄ２２は互いに素である。ｄ２３とｄ２０又はｄ２２は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。ｄ２４とｄ１９又はｄ２１は互いに素であっても良いし、互いに素でなくてもよい。
【0090】
受信パネル４ｂ－５は、Ｘ方向に沿って間隔Ｄ２５で、Ｙ方向に沿って間隔Ｄ２６で二次元配列された複数（ｍ１０×ｎ１６）個のアンテナ８８１，１－８８ｍ１０，ｎ１６を含む。ｎ１６は２以上の正整数であり、ｎ１６と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２５は略半波長のｄ２５倍である。ｄ２５は２以上の正整数であり、ｄ２３と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ２５とｄ１９は互いに素であってもよいし、互いに素でなくてもよい。ｄ２５とｄ２１は互いに素である。ｄ２５とｄ２３は互いに素であってもよいし、互いに素でなくてもよい。ｍ１０は２以上の正整数であり、ｎ１６と等しくてもよいし、異なってもよい。間隔Ｄ２６は略半波長のｄ２６倍である。ｄ２６は２以上の正整数であり、ｄ２４と等しくてもよいし、異なってもよい。ｄ２６とｄ２０は互いに素であってもよいし、互いに素でなくてもよい。ｄ２６とｄ２２は互いに素である。ｄ２６とｄ２４は互いに素であってもよいし、互いに素でなくてもよい。
【0091】
レーダ装置１は３枚以上の送信パネル２を含んでもよい。３枚目以上の送信パネル２の構成は送信パネル２ａ－５、２ｂ－５と同様である。レーダ装置１は３枚以上の受信パネル４を含んでもよい。３枚目以上の受信パネル４の構成は受信パネル４ａ－５、４ｂ－５と同様である。送信パネル２と受信パネル４のプレーナアレイアンテナの配列方向はＸ方向とＹ方向に限らず、任意の２方向でよい。プレーナアレイアンテナの２つの配列方向の交差角度は９０度に限らない。
【0092】
【0093】
次に、図１３、図１４、図１５及び図１６を参照して、対象者１００に対する送信パネル２及び受信パネル４の配置の例を説明する。図１３乃至図１６は平面図である。図１３乃至図１６では、レーダ装置１は少なくとも１（例えば１）枚の送信パネル２ａと複数（例えば３）枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃを含むとする。送信パネル２と受信パネル４は、図８乃至図１２の何れのアレイアンテナを備えてもよい。
【0094】
図１３は、１枚の送信パネル２ａと３枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃの配置の第１例を示す。第１例では、受信パネル４ａ、受信パネル４ｂ、送信パネル２ａ及び受信パネル４ｃがＸ方向に沿ってこの順に略直線上に配置されている。送信パネル２ａは対象者１００の全体に電波を放射する。対象者１００の表面あるいは対象者１００が所持している危険物で電波が様々な方向に反射される。１枚の受信パネル４で受信できる反射波の方向は限られている。対象者１００は、２本の分割線により３つの領域１００ａ、１００ｂ、１００ｃに分割される。分割線は直線に限られず、曲線の場合もある。受信パネル４ａは、第１領域１００ａの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｂは、第２領域１００ｂの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｃは、第３領域１００ｃの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。
【0095】
画像生成回路１０は、受信パネル４ａの受信信号に基づいて第１領域１００ａの内部の物体を表す第１画像を生成する。画像生成回路１０は、受信パネル４ｂの受信信号に基づいて第２領域１００ｂの内部の物体を表す第２画像を生成する。画像生成回路１０は、受信パネル４ｃの受信信号に基づいて第３領域１００ｃの内部の物体を表す第３画像を生成する。画像処理回路１２が第１画像と第２画像と第３画像を合成すると、対象者１００全体の内部の物体を表す画像を生成することができる。
【0096】
送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図１３の例とは逆に、レーダ装置１は複数枚の送信パネル２と少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0097】
図１４は、１枚の送信パネル２ａと３枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃの配置の第２例を示す。第２例でも、受信パネル４ａ、受信パネル４ｂ、送信パネル２ａ及び受信パネル４ｃがＸ方向に沿ってこの順に略直線上に配置されている。送信パネル２ａは対象者１００の全体に電波を放射する。対象者１００は一部が重複する３つの領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに分割される。分割線は直線に限られず、曲線の場合もある。第１領域１０２ａと第２領域１０２ｂは一部重複した領域１０４を含む。第２領域１０２ｂと第３領域１０２ｃは一部重複した領域１０６を含む。受信パネル４ａは、第１領域１０２ａの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｂは、第２領域１０２ｂの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｃは、第３領域１０２ｃの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。
【0098】
画像処理回路１２は重複領域を考慮して第１画像と第２画像と第３画像を合成すると、対象者１００全体の内部の物体を表す画像を生成することができる。
【0099】
送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図１４の例とは逆に、レーダ装置１は複数枚の送信パネル２と少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0100】
図１５は、１枚の送信パネル２ａと３枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃの配置の第３例を示す。第３例では、受信パネル４ａ、受信パネル４ｂ、送信パネル２ａ及び受信パネル４ｃが、対象者１００の周囲を囲むように筒の表面のような面に円弧を描くように配置されている。対象者１００は、第１例と同様に、重複することなく３つの領域１００ａ、１００ｂ、１００ｃに分割されている。受信パネル４ａは、第１領域１００ａの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｂは、第２領域１００ｂの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｃは、第３領域１００ｃの表面又は内部の物体で反した電波を受信する位置に配置される。図１５の例では、図１３、図１４の例に比べて対象者１００のより近くに受信パネル４を配置することができる。
【0101】
送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図１５の例とは逆に、レーダ装置１は複数枚の送信パネル２と少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0102】
図１６は、１枚の送信パネル２ａと３枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃの配置の第４例を示す。第４例では、受信パネル４ａ、受信パネル４ｂ、送信パネル２ａ及び受信パネル４ｃが、対象者１００の周囲を囲むように筒の表面のような面に円弧を描くように配置されている。対象者１００は、第２例と同様に、一部が重複する３つの領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに分割されている。受信パネル４ａは、第１領域１０２ａの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｂは、第２領域１０２ｂの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。受信パネル４ｃは、第３領域１０２ｃの表面又は内部の物体で反射した電波を受信する位置に配置される。図１６の例では、図１３、図１４の例に比べて対象者１００のより近くに受信パネル４を配置することができる。
【0103】
送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図１６の例とは逆に、レーダ装置１は複数枚の送信パネル２と少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0104】
図１７は実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第５例を示す。図１７（ａ）は１枚の送信パネル２ａと、２枚の受信パネル４ａ、４ｂを用いる例を示す。図１７（ｂ）は２枚の送信パネル２ａ、２ｂと、１枚の受信パネル４を用いる例を示す。
【0105】
図１７（ａ）では、送信パネル２ａが第１平面に配置され、受信パネル４ａ、４ｂが第２平面に配置される。第１平面と第２平面のなす角αが０度より大きく１８０度より小さければ、送信パネル２ａの送信面から放射され、対象物１００のどの部分で反射された電波も受信パネル４ａ又は受信パネル４ｂの受信面に入射される。これにより、対象物１００のどの部分の検査も可能となる。送信パネル２ａの送信面と、受信パネル４ａ、４ｂの受信面は、第１平面と第２平面の間に位置する。対象物１００は移動する対象物でもよい。
【0106】
図１７（ｂ）では、受信パネル４が第１平面に配置され、送信パネル２ａ、２ｂが第２平面に配置される。第１平面と第２平面のなす角αが０度より大きく１８０度より小さければ、送信パネル２ａ又は送信パネル２ｂの送信面から放射され、対象物１００のどの部分で反射された電波も受信パネル４の受信面に入射される。これにより、対象物１００のどの部分の検査も可能となる。送信パネル２ａ、２ｂの送信面と受信パネル４の受信面は、第１平面と第２平面の間に位置する。
【0107】
図１８は実施形態に係る送信パネルと受信パネルの配置の第６例を示す。図１８（ａ）は１枚の送信パネル２ａと、２枚の受信パネル４ａ、４ｂを用いる例を示す。図１８（ｂ）は２枚の送信パネル２ａ、２ｂと、１枚の受信パネル４を用いる例を示す。
【0108】
図１８（ａ）では、送信パネル２が第１平面に配置され、受信パネル４ａが第２平面に配置され、受信パネル４ｂが第３平面に配置される。第１平面と第２平面のなす角β１が０度より大きく１８０度より小さく、第２平面と第３平面のなす角β２が０度より大きく１８０度より小さければ、送信パネル２の送信面から放射され、対象物１００のどの部分で反射された電波も受信パネル４ａ又は受信パネル４ｂの受信面に入射される。これにより、対象物１００のどの部分の検査も可能となる。送信パネル２の送信面と、受信パネル４ａの受信面は、第１平面と第２平面の間に位置し、受信パネル４ａの受信面と、受信パネル４ｂの受信面は、第２平面と第３平面の間に位置する。
【0109】
図１８（ｂ）では、送信パネル２ａが第１平面に配置され、送信パネル２ｂが第２平面に配置され、受信パネル４が第３平面に配置される。第１平面と第２平面のなす角β１が０度より大きく１８０度より小さく、第２平面と第３平面のなす角β２が０度より大きく１８０度より小さければ、送信パネル２ａ又は送信パネル２ｂの送信面から放射され、対象物１００のどの部分で反射された電波も受信パネル４の受信面に入射される。これにより、対象物１００のどの部分の検査も可能となる。受信パネル２ａの送信面と、送信パネル２ｂの送信面は、第１平面と第２平面の間に位置し、送信パネル２ｂの送信面と、受信パネル４の受信面は、第２平面と第３平面の間に位置する。
【0110】
図１７、図１８に示す例は送信パネル、受信パネルの枚数が最小の場合であり、送信パネル、受信パネルの枚数が増えても同等に構成可能である。さらに、送信パネル、受信パネルの枚数が増えた場合、パネルの枚数に応じて平面の数が増えてもよい。
【0111】
図１９、図２０及び図２１を参照して、検査エリアにおける送信パネル２と受信パネル４の配置の具体例を説明する。検査エリアは施設内の対象者１００の通路であるとする。図１９乃至図２１は斜視図である。送信パネル２と受信パネル４は、図８乃至図１２の何れのアレイアンテナを備えてもよい。
【0112】
図１９は、送信パネル２と受信パネル４の配置の第７例を示す斜視図である。通路の壁１１０の表面に少なくとも１枚の送信パネル２と複数枚の受信パネル４、又は複数枚の送信パネル２と少なくとも１枚の受信パネル４が二次元配列される。図１９は、壁１１０の表面に少なくとも１（例えば１）枚の送信パネル２ａと、複数（例えば５）枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅが二次元配列される例を示す。
【0113】
図１９の例によれば、通路の歩行中に対象者１００に放射された電波の様々な方向への反射波が多数の受信パネル４ａ－４ｅにより受信される。このため、対象者１００の全体が検査される。
【0114】
送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図１９の例とは逆に、レーダ装置１は複数枚の送信パネル２と少なくとも１枚の受信パネル４を含んでもよい。
【0115】
通路の壁１１０の表面ではなく、通路の床下又は天井に送信パネル２と受信パネル４が設置されてもよい。
【0116】
図２０は、送信パネル２と受信パネル４の配置の第８例を示す斜視図である。通路の側面に複数（例えば３）枚の支持板１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが対象者１００を囲むように設置される。中央の支持板１１２ｂが通路の側面に略平行に設置され、両脇の支持板１１２ａ、１１２ｃが内側を向くように中央の支持板１１２ｂから多少傾いて設置されている。支持板１１２ａには少なくとも１（例えば２）枚の送信パネル２ａ、２ｂと、複数（例えば６）枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆが貼り付けられている。他の支持板１１２ｂ、１１２ｃにも、同様に、２枚の送信パネル２と、６枚の受信パネル４が貼り付けられている。
【0117】
図２０の例によっても、通路の歩行中に対象者１００に放射された電波の様々な方向への反射波が多数の受信パネル４ａ－４ｆにより受信される。このため、対象者１００の全体が検査される。図２０の例では、３枚の支持板１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃが対象者１００を囲むので、対象者１００のより近くに送信パネル２と受信パネル４を配置することができる。
【0118】
支持板１１２の枚数は４枚以上でもよい。支持板１１２は、通路の床下又は天井に設置されてもよい。
【0119】
送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図２０の例とは逆に、各支持板１１２ａ、１１ｂ、１１ｃに複数枚の送信パネル２と、少なくとも１枚の受信パネル４が貼り付けられてもよい。
【0120】
図２１は、送信パネル２と受信パネル４の配置の第９例を示す斜視図である。検査エリアは対象者１００の通路であるとする。通路の上下左右の４面に４枚の支持板１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄが対象者１００を囲むように設置される。例えば、支持板１１４ａが通路の床下に設置され、支持板１１４ｂが通路の天井に設置され、支持板１１４ｃが通路の右側面に設置され、支持板１１４ｄが通路の左側面に設置される。
【0121】
支持板１１４ａには少なくとも１（例えば２）枚の送信パネル２ａ、２ｂと、複数（例えば１０）枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉが貼り付けられている。他の支持板１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄにも、同様に、２枚の送信パネル２と、１０枚の受信パネル４が貼り付けられている。
【0122】
図２１の例によれば、通路の歩行中に対象者１００に放射された電波の様々な方向への反射波が多数の受信パネル４により受信される。このため、対象者１００の全体が検査される。
【0123】
送信アンテナと受信アンテナは互換性があるので、図２１の例とは逆に、各支持板１１４ａ－１１４ｄに複数枚の送信パネル２と、少なくとも１枚の受信パネル４が貼り付けられてもよい。
【0124】
図２２は、実施形態に係るレーダ装置１の動作を説明するフローチャートである。図２２では、レーダ装置１は、図１３乃至図１６に示すように、１枚の送信パネル２ａと３枚の受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃを含むとする。
【0125】
Ｓ１０２で、送信回路６ａは送信パネル２ａへ送信信号を送信し、電波を放射させる。送信回路６ａは、コントローラ１４からの制御により、電波で対象者を走査するように、ビームフォーミングする。
【0126】
Ｓ１０４で、受信回路８ａ、８ｂ、８ｃは受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃからの信号を夫々受信処理し、受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃの受信信号を画像生成回路１０へ送信する。受信回路８ａ、８ｂ、８ｃは、コントローラ１４からの制御により、受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃが図１３、図１５の第１領域１００ａ、第２領域１００ｂ、第３領域１００ｃ又は図１４、図１６の第１領域１０２ａ、第２領域１０２ｂ、第３領域１０２の反射波を受信するようにビームフォーミングする。
【0127】
Ｓ１０６で、画像生成回路１０は受信パネル４ａ、４ｂ、４ｃの受信信号に夫々基づいて第１領域に関する第１画像（部分画像）、第２領域に関する第２画像（部分画像）、第３領域に関する第３画像（部分画像）を生成する。
【0128】
Ｓ１０８で、画像処理回路１２は第１画像、第２画像、第３画像が重複領域を含むか否かを判定する。画像処理回路１２は、コントローラ１４が受信回路８ａ、８ｂ、８ｃに対してどのようにビームフォーミングを制御したかに基づき、第１画像、第２画像、第３画像が重複領域を含むか否かを判定することができる。
【0129】
第１画像、第２画像、第３画像が重複領域を含まない場合（Ｓ１０８のＮＯ）、Ｓ１１０で、画像処理回路１２は第１画像、第２画像、第３画像を加算して合成画像を生成する。
【0130】
第１画像、第２画像、第３画像が重複領域を含む場合（Ｓ１０８のＹＥＳ）、Ｓ１１２で、画像処理回路１２は２つの重複領域の画素値を正規化する。Ｓ１１４で、画像処理回路１２は重複領域については正規化後の２つの重複領域の画素値の最大値を使い、他の領域については第１画像、第２画像、第３画像の画素値を使い、合成画像を生成する。
【0131】
Ｓ１１６で、表示装置１６は画像処理回路１２が生成した合成画像を表示する。
【0132】
コントローラ１４は、通信回路１８を介して合成画像を外部機器へ送信してよい。外部機器が合成画像に危険物が含まれるか否かを判定し、判定結果を外部機器から判定結果をされてもよい。
【0133】
【0134】
図２３は、図１３又は図１５に示すように、対象者１００が重複領域を含まない第１領域１００ａ、第２領域１００ｂ、第３領域１００ｃに分割されるように送信パネル２と受信パネル４が配置された場合の合成例を示す。画像生成回路１０は、受信パネル４ａの受信信号に基づいて、対象者に向かって左側の第１領域１００ｃの第１画像１５２ａを生成する。画像生成回路１０は、受信パネル４ｂの受信信号に基づいて、対象者の中央の第２領域１００ｂの第２画像１５２ｂを生成する。画像生成回路１０は、受信パネル４ｃの受信信号に基づいて、対象者に向かって右側の第３領域１００ａの第３画像１５２ｃを生成する。第１画像１５２ａ、第２画像１５２ｂ、第３画像１５２ｃは重複する画像を含まないので、画像処理回路１２が第１画像１５２ａ、第２画像１５２ｂ、第３画像１５２ｃを単純に加算すると、対象物全体の画像１５４が得られる。
【0135】
図２４は、図１３又は図１５に示すように、対象者１００が重複領域を含まない第１領域、第２領域に分割されるように送信パネル２と受信パネル４が配置された場合の合成例を示す。画像生成回路１０は、受信パネル４ａの受信信号に基づいて、対象者に向かって左側の第１領域の第１画像１５６ａを生成する。受信パネル４ｂは対象者１００からの反射を受信せず、画像生成回路１０は、受信パネル４ｂの受信信号に基づいて、画素値が０である第２画像を生成する。画像生成回路１０は、受信パネル４ｃの受信信号に基づいて、対象者に向かって右側の第２領域の第３画像１５６ｂを生成する。第１画像１５６ａ、第３画像１５６ｂは重複する画像を含まないので、画像処理回路１２が第１画像１５６ａ、第２画像、第３画像１５６ｂを単純に加算すると、対象物全体の画像１５８が得られる。
【0136】
図２５及び図２６は、図１４又は図１６に示すように、対象者１００が重複領域を含む第１領域１０２ａ、第２領域１０２ｂ、第３領域１０２ｃに分割されるように送信パネル２と受信パネル４が配置された場合の合成例を示す。図２５に示すように、画像生成回路１０は、受信パネル４ａの受信信号に基づいて、対象者に向かって左側の第１領域の第１画像１６２ａを生成する。画像生成回路１０は、受信パネル４ｂの受信信号に基づいて、対象者の中央の第２領域の第２画像１６２ｂを生成する。画像生成回路１０は、受信パネル４ｃの受信信号に基づいて、対象者に向かって右側の第３領域の第３画像１６２ｃを生成する。
【0137】
第１領域１０２ａと第２領域１０２ｂは重複する領域を含む。そのため、図２６に示すように、第１領域の第１画像１６２ａは第２領域と重複する領域の重複画像１６４ａを含む。第２領域の第２画像１６２ｂは第１領域と重複する領域の重複画像１６４ｂを含む。
【0138】
重複画像１６４ａの画素値と重複画像１６４ｂの画素値は本来同じ値であるが、実際には受信パネル４ａ、４ｂで受信した反射波の強度のレベルが異なるので、異なる値であることがある。この場合、合成の際、どちらの重複画像を選ぶかにより、重複領域で画素値が不連続になってしまう。
【0139】
画像処理回路１２は、受信パネル４ａの第１画像１６２ａと受信パネル４ｂの第２画像１６２ｂのいずれか一方を他方に応じて補正（正規化とも称される）する。画像処理回路１２は、重複画像１６４ａの画素値の平均値Ａａと重複画像１６４ｂの画素値の平均値Ａｂを求める。受信パネル４ｂの第２画像１６２ｂを補正する場合、画像処理回路１２は、第２画像１６２ｂ（重複領域と非重複領域とも）の画素値に（Ａａ／Ａｂ）を乗算する。これにより、第２画像１６２ｂの重複画像１６４ｂの画素値の平均値はＡａ（第１画像１６２ａの重複画像１６４ａの画素値の平均値）となる。このため、合成の際、どちらの重複画像１６４ａ、１６４ｂを選んでも、重複領域で画素値が不連続になってしまうことが防止される。受信パネル４ａの第１画像１６２ａを補正する場合、画像処理回路１２は、第１画像１６２ａ（重複領域と非重複領域とも）の画素値に（Ａｂ／Ａａ）を乗算する。これにより、第１画像１６２ａの重複画像１６４ａの画素値の平均値はＡｂ（第２画像１６２ｂの重複画像１６４ｂの画素値の平均値）となる。このため、合成の際、どちらの重複画像１６４ａ、１６４ｂを選んでも、重複領域で画素値が不連続になってしまうことが防止される。
【0140】
画像処理回路１２は、第１画像１６２ａの重複画像１６４ａと第２画像１６２ｂの重複画像１６４ｂのいずれか一方を上記のように補正し、補正後の重複画像１６４ａ、１６４ｂの画素値の大きい方を選択する回路１６５を備える。画像処理回路１２は、重複領域以外の第１領域、第２領域及び第３領域については、第１画像１６２ａ、第２画像１６２ｂ、第３画像１６２ｃを使い、重複領域については補正後の２つの重複画像１６４ａ、１６４ｂの画素値の中の大きい方１６６を使い、合成画像１６８を生成する。なお、重複領域について補正後の重複画像の画素値の大きい方を選択する代わりに、補正後の２つの重複画像の画素値の平均値を用いてもよい。
【0141】
以上のように、実施形態に係るレーダ装置１によれば、少なくとも１つの送信パネルと複数の受信パネル、又は複数の送信パネルと少なくとも１つの送信パネルとを、互いに離間した位置に配置することにより、対象者１００の多数の方向への反射波を受信することができる。送信パネルにおける複数のアンテナどうしの間隔と受信パネルにおける複数のアンテナどうしの間隔を、一定間隔のｍ倍、ｎ倍（ｍとｎは互いに素）とすることで、アレイアンテナを構成するアンテナ数を減少しつつ、レーダ装置１の分解能を向上させることができる。
【0142】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0143】
１…レーダ装置、２…送信パネル、４…受信パネル、６…送信回路、８…受信回路、１０…画像生成回路、１２…画像処理回路、１４…コントローラ、１６…表示装置、１８…通信回路、１００…対象者
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
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【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
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【図25】
【図26】