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JP5351466B2 - Radio source visualization device - Google Patents

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JP5351466B2
JP5351466B2 JP2008210014A JP2008210014A JP5351466B2 JP 5351466 B2 JP5351466 B2 JP 5351466B2 JP 2008210014 A JP2008210014 A JP 2008210014A JP 2008210014 A JP2008210014 A JP 2008210014A JP 5351466 B2 JP5351466 B2 JP 5351466B2
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Description

本発明は、電波源を特定して可視化するための電波源可視化装置に関する。   The present invention relates to a radio wave source visualization apparatus for identifying and visualizing radio wave sources.

従来、電波の漏洩位置等を電波源として特定する技術としては、例えば、電子機器から漏洩する電波の波源位置を推定する技術(特許文献1参照)、放射妨害波を探査する技術(特許文献2参照)、電磁波シールドにおける漏洩波源位置を特定する技術(特許文献3参照)が知られている。
特開2005−195532号公報 特開2001−194399号公報 特開2004−205404号公報
Conventionally, as a technique for specifying a radio wave leakage position or the like as a radio wave source, for example, a technique for estimating a radio wave wave source position leaking from an electronic device (see Patent Document 1), or a technique for exploring a radiation interference wave (Patent Document 2) And a technique (see Patent Document 3) for specifying a leaky wave source position in an electromagnetic wave shield is known.
JP 2005-195532 A JP 2001-194399 A JP 2004-205404 A

特許文献1では、拡張SPM(Sampled Pattern Matching)法と呼ばれる手法を用いて、位置の推定している。ところが、電波源とアンテナとの間の距離は、2〜5λ(λ:測定周波数の波長)を限界としているため、例えば、2GHz超の無線LAN(Local Area Network)の場合、最大で60cm程度離れた範囲の電波源しか、その位置を特定することができない。   In Patent Document 1, the position is estimated using a technique called an extended SPM (Sampled Pattern Matching) method. However, since the distance between the radio wave source and the antenna is limited to 2 to 5λ (λ: wavelength of the measurement frequency), for example, in the case of a wireless LAN (Local Area Network) exceeding 2 GHz, the distance is about 60 cm at the maximum. Only a radio wave source in a certain range can specify its position.

特許文献2では、国際規格化されているCISPR(国際無線障害特別委員会)測定系を用いて振幅のみを測定し、任意方向を向いた放射妨害波源の波源位置、波源の向きを推定している。ところが、この特許文献2に記載の技術は、その都度補正値を算出し、その補正値が収束するまで繰り返すようになっているため、収束するまでに時間を要するという問題がある。   In Patent Document 2, only the amplitude is measured using an internationally standardized CISPR (International Radio Interference Special Committee) measurement system, and the source position of the radiated disturbance source and the direction of the source are estimated. Yes. However, the technique described in Patent Document 2 calculates a correction value each time and repeats until the correction value converges, so that it takes time to converge.

特許文献3では、電波到来方向と、電波源までの距離とを求め、電波源の位置を特定している。そのため、電波源までの距離を計測する必要がある。しかし、建設現場等の場所でシールドルームからの漏洩電波を計測する場合、測定装置の設置箇所を頻繁に変えるようなときには、電波源までの位置の測定をその都度行わなければならず作業者に掛かる負担が多大なものとなる。また、電波の到来方向を特定できても、正確に距離を計測できないことも多く、このような場合、電波源の位置を正確に特定することができない。   In Patent Document 3, the radio wave arrival direction and the distance to the radio wave source are obtained, and the position of the radio wave source is specified. Therefore, it is necessary to measure the distance to the radio wave source. However, when measuring leaked radio waves from a shielded room at a construction site, etc., if the installation location of the measuring device is changed frequently, the position to the radio wave source must be measured each time. The burden to be applied becomes significant. Even if the direction of arrival of radio waves can be specified, it is often impossible to accurately measure the distance. In such a case, the position of the radio wave source cannot be specified accurately.

そこで、本発明者は、電波源までの距離が不明であっても電波源の位置を正確に特定することが可能な電波源特定システムを開発した(特願2007−130068)。この電波源特定システムは、一つのアンテナと、測定方向を撮影する撮影装置と、前記アンテナで受信した到来電波の位相と振幅とに基づいて、前記アンテナを移動させた複数の位置における中心位置を原点とした極座標空間における角度によって電波源を特定する電波到来方向特定手段とを備えるシステムであって、設定した間隔に前記アンテナを保持する複数のアンテナ保持部、および、前記撮影装置を前記原点に保持する撮影装置保持部を形成したテンプレートと、前記撮影装置によって撮影された画像の各画素に前記極座標空間内の角度を対応させ、前記電波到来方向特定手段によって特定された電波到来方向を示す角度に対応する前記画素を前記画像内に区別して提示する電波源位置提示手段とを備えることを特徴としている。このような電波源特定システムによれば、各アンテナ保持部が形成されている設置場所に一つのアンテナを順に設置させて、到来周波数の電波を受信し、各設置場所における電波の位相と振幅とに基づいて極座標空間における角度を特定し、その角度により特定される方向を電波到来方向と特定できる。一つのアンテナの設置位置を順次変えることで、アレーアンテナとして機能する。また、特定した電波到来方向の角度を、撮影装置が撮影した画像中に提示することができるため、電波源までの距離が不明であっても、その画像中のいずれの位置に電波源が存在するのかを提示することができる。これによって、作業者は、その画像を見ながら、電波源の位置を把握することができる。   Accordingly, the present inventor has developed a radio wave source specifying system that can accurately specify the position of the radio wave source even if the distance to the radio wave source is unknown (Japanese Patent Application No. 2007-130068). The radio wave source identifying system is configured to determine a center position at a plurality of positions to which the antenna is moved based on one antenna, an imaging device for imaging a measurement direction, and the phase and amplitude of an incoming radio wave received by the antenna. A radio wave arrival direction specifying means for specifying a radio wave source by an angle in a polar coordinate space as an origin, and a plurality of antenna holders for holding the antenna at set intervals, and the imaging device as the origin An angle indicating the radio wave arrival direction specified by the radio wave arrival direction specifying means by associating the template in which the imaging device holding unit is held with each pixel of the image captured by the imaging device with an angle in the polar coordinate space. Radio wave source position presenting means for distinguishing and presenting the pixels corresponding to the above in the image. According to such a radio wave source identification system, one antenna is installed in order at each installation place where each antenna holding unit is formed, and radio waves of incoming frequencies are received. The angle in the polar coordinate space can be specified based on, and the direction specified by the angle can be specified as the radio wave arrival direction. By changing the installation position of one antenna sequentially, it functions as an array antenna. In addition, the angle of the specified radio wave arrival direction can be presented in the image captured by the imaging device, so even if the distance to the radio wave source is unknown, the radio wave source exists at any position in the image. You can show what to do. Thereby, the worker can grasp the position of the radio wave source while viewing the image.

しかしながら、前記電波源特定システムでは、広帯域アンテナを用いて電波源を可視化する際に、広帯域アンテナのどのエレメント位置で電波を受信しているのかが不明確である。そのため、電波源を可視化する過程において、受信エレメント位置(以下、基準点を言う場合がある)とカメラのレンズの位置を正確に一致させるのが困難となる。その結果、広帯域アンテナを用いて電波源を可視化する場合は、周波数に応じて基準点が微妙に異なるため、推定精度があまり良好ではないという問題があった。   However, in the radio wave source specifying system, when the radio wave source is visualized using the wide band antenna, it is unclear at which element position of the wide band antenna the radio wave is received. Therefore, in the process of visualizing the radio wave source, it is difficult to accurately match the position of the receiving element (hereinafter sometimes referred to as a reference point) and the position of the camera lens. As a result, when a radio wave source is visualized using a broadband antenna, there is a problem in that the estimation accuracy is not very good because the reference point is slightly different depending on the frequency.

さらに、前記のテンプレートを用いた測定では、アンテナを移動させて順次測定を行うため、1回の測定に約10分程度時間がかかる。この場合、定常的に放射されている電波を受信して測定するには問題ないが、電波の信号が変化したり周囲の環境が時間的に変化したりする状況においては、正確に測定することが困難であるといった問題もある。   Further, in the measurement using the template, since the measurement is sequentially performed by moving the antenna, it takes about 10 minutes for one measurement. In this case, there is no problem in receiving and measuring the radiated radio wave, but in a situation where the radio signal changes or the surrounding environment changes over time, the measurement should be made accurately. There is also a problem that is difficult.

そこで、本発明は前記問題を解決するために案出されたものであって、アンテナの基準点が明確であって、コンパクトで且つ測定時間を短縮できる電波源可視化装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been devised to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a radio wave source visualization device that has a clear antenna reference point, is compact, and can reduce measurement time. To do.

前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、電波源を特定して可視化するための電波源可視化装置であって、電波源測定対象領域を撮影する撮影装置と、前記撮影装置を中央位置として複数の面状アンテナを基板上に配列して形成したアレーアンテナと、前記アレーアンテナで受信した到来電波の到来方向を、前記撮影装置の撮像部を原点とした極座標空間における角度のみによって特定する電波到来方向特定手段と、前記撮影装置によって撮影された実画像に、前記電波到来方向特定手段によって特定された電波到来方向を示した電波画像データを合成して、前記実画像内に前記電波到来方向を表示して前記電波源を特定する電波源位置提示手段と、を備え、前記撮影装置は、そのレンズの焦点部が前記基板の表面と同一平面になるように前記基板の透孔に嵌装されており、前記電波源位置提示手段は、前記撮影装置の画角と前記実画像の画素数とから算出された単位角度に対する画素数に前記電波到来方向の角度を対応させて前記電波到来方向に対応する画素を求めるとともに、前記画素を前記実画像内で区別して表示することを特徴とする電波源可視化装置である。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a radio wave source visualization device for identifying and visualizing a radio wave source, an imaging device for imaging a radio wave source measurement target region, and the imaging device Is an array antenna formed by arranging a plurality of planar antennas on a substrate with a central position, and the arrival direction of incoming radio waves received by the array antenna is only an angle in a polar coordinate space with the imaging unit of the imaging device as the origin the radio wave arrival direction specifying means for specifying by the real image captured by the imaging device, wherein by combining the radio wave image data showing the radio wave arrival direction identified by the radio wave arrival direction specifying means, in said real image and a radio source location indicating means for identifying the radio source to display the DOA, the imaging apparatus, the focus of the lens is flush with the surface of the substrate Are fitted to the through hole of the substrate so that, the radio source location indicating means, said radio wave arrival to the number of pixels for the field angle and the unit angle calculated from the number of pixels of the real image of the imaging device The radio wave source visualization apparatus is characterized in that a pixel corresponding to the radio wave arrival direction is obtained by corresponding a direction angle, and the pixel is distinguished and displayed in the actual image .

このような構成の電波源可視化装置によれば、基板の表面に、面状アンテナを設けたことで、アンテナの奥行方向が薄くなるので、電波を受信した基準点が明確になる。これによって、基準点と撮影装置の位置を正確に一致させることができるので、電波源の特定精度を高めることができる。また、システム全体のコンパクト化を達成できる。さらに、複数の面状アンテナを配列してアレーアンテナを形成しているので、電波を複数の面状アンテナでまとめて受信することができ、測定時間を大幅に短縮できる。これと合わせて、時間的に変動した電波の信号や周囲の環境による影響を低減することができ、測定精度を高めることができる。   According to the radio wave source visualization apparatus having such a configuration, the planar direction is thinned by providing the planar antenna on the surface of the substrate, so that the reference point at which the radio wave is received becomes clear. As a result, the reference point and the position of the photographing apparatus can be made to coincide with each other, so that the radio wave source identification accuracy can be improved. In addition, the entire system can be made compact. Furthermore, since the array antenna is formed by arranging a plurality of planar antennas, radio waves can be received collectively by the plurality of planar antennas, and the measurement time can be greatly shortened. In addition to this, it is possible to reduce the influence of the radio wave signal that fluctuates with time and the surrounding environment, and it is possible to increase the measurement accuracy.

請求項2に係る発明は、前記複数の面状アンテナは、縦横方向に配列され、縦方向および横方向の少なくとも一方の方向の配置個数が偶数であることを特徴とする請求項1に記載の電波源可視化装置である。   The invention according to claim 2 is characterized in that the plurality of planar antennas are arranged in the vertical and horizontal directions, and the number of arrangements in at least one of the vertical and horizontal directions is an even number. Radio wave source visualization device.

なお、縦横方向に配列とは、グリッド(格子)の交点位置に合わせて縦横に配列することをいう。このような構成の電波源可視化装置によれば、アレーアンテナの中心部分に面状アンテナは位置しないので、その位置に撮影装置を設置することができる。したがって、極座標空間の原点を面状アンテナの設置領域の中心部分とでき、その結果、電波到来方向の特定が容易になる。   Note that the arrangement in the vertical and horizontal directions means arrangement in the vertical and horizontal directions in accordance with the intersection positions of the grids. According to the radio wave source visualization device having such a configuration, since the planar antenna is not located at the center portion of the array antenna, the imaging device can be installed at that position. Therefore, the origin of the polar coordinate space can be the central part of the installation area of the planar antenna, and as a result, the direction of radio wave arrival can be easily identified.

請求項3に係る発明は、前記撮影装置は、広角レンズを装備していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電波源可視化装置である。   The invention according to claim 3 is the radio wave source visualization device according to claim 1 or 2, wherein the photographing device is equipped with a wide-angle lens.

このような構成の電波源可視化装置によれば、より一層広い範囲の電波源測定対象領域を撮影することができる。   According to the radio wave source visualization apparatus having such a configuration, it is possible to take an image of a wider radio wave source measurement target area.

本発明によれば、アンテナの基準点が明確となり、装置のコンパクト化を図れるとともに、測定時間を短縮することができるといった優れた効果を発揮する。   According to the present invention, the antenna reference point is clarified, the apparatus can be made compact, and the excellent effect that the measurement time can be shortened is exhibited.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図1を参照しつつ、本発明に係る電波源可視化装置1を実施するための最良の形態を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the best mode for implementing the radio wave source visualization device 1 according to the present invention will be described with reference to FIG.

図1ないし図3に示すように、本実施形態に係る電波源可視化装置1(図1参照)は、電波源を特定して可視化するためのシステムであって、基板10に、電波源測定対象領域を撮影する撮影装置20を嵌装させるための透孔11が形成されている。基板10の表面10aには、透孔11を囲むように複数の面状アンテナ30,30・・が配列されて、アレーアンテナ31が形成されている。複数の面状アンテナ30,30・・の背面側には、地板40が設けられている。透孔11には、撮影装置20が嵌装されている。また、複数の面状アンテナ30,30・・でそれぞれ受信した到来電波の到来方向を、撮影装置20のレンズ21の焦点部(撮像部)を原点Oとした極座標空間における角度によって特定する電波到来方向特定手段51(図1参照)が、各面上アンテナ30,30・・とそれぞれ接続されている。撮影装置20によって撮影された実画像に、電波到来方向特定手段51によって特定された電波到来方向を示した電波画像データを合成して、実画像内に電波到来方向を表示して電波源を特定する電波源位置提示手段52(図1参照)が、撮影装置20に接続されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the radio wave source visualization device 1 (see FIG. 1) according to the present embodiment is a system for identifying and visualizing radio wave sources. A through hole 11 is formed for fitting a photographing device 20 for photographing a region. On the surface 10 a of the substrate 10, a plurality of planar antennas 30, 30... Are arranged so as to surround the through hole 11, thereby forming an array antenna 31. A ground plane 40 is provided on the back side of the plurality of planar antennas 30, 30. An imaging device 20 is fitted in the through hole 11. Further, the arrival of radio waves specifying the arrival directions of the incoming radio waves respectively received by the plurality of planar antennas 30, 30... By the angle in the polar coordinate space with the focal point (imaging unit) of the lens 21 of the imaging device 20 as the origin O. Direction specifying means 51 (see FIG. 1) is connected to each of the on-surface antennas 30, 30,. The radio wave image data indicating the radio wave arrival direction specified by the radio wave arrival direction specifying unit 51 is synthesized with the real image taken by the imaging device 20, and the radio wave arrival direction is displayed in the real image to specify the radio wave source. Radio wave source position presenting means 52 (see FIG. 1) is connected to the photographing apparatus 20.

図1に示すように、基板10は、走行台車60上に形成された支持フレーム61に着脱可能に支持されており、鉛直に立てた状態で支持されている。基板10は、図3に示すように、ガラスエポキシにて構成された正面視正方形の板材にて構成されている。基板10の2本の対角線の交点部(基板10の中央部)には、撮影装置20を嵌装させるための透孔11が形成されている。透孔11は、撮影装置20を構成するカメラの外形と同形状の内形を有しており、カメラを嵌装して固定するようになっている。また、図4の(a)に示すように、透孔11は、レンズ21の焦点部(原点Oと同じ位置)が基板10の表面10aと実質的に同一平面に位置するように、撮影装置20を保持する。ここで、レンズ21の表面と撮像部との距離は、数ミリ程度であって、数メートル以上ある到来電波測定距離と比して無視できる距離であるので、レンズ21の表面が基板10の表面10aと同一平面になるようにカメラを嵌装しても、レンズ21の焦点部が実質的に基板10の表面10aと同一平面に位置しているとすることができる。   As shown in FIG. 1, the substrate 10 is detachably supported by a support frame 61 formed on the traveling carriage 60 and is supported in a vertically standing state. As shown in FIG. 3, the substrate 10 is made of a square plate plate material made of glass epoxy. A through hole 11 for fitting the photographing device 20 is formed at the intersection of the two diagonal lines of the substrate 10 (central portion of the substrate 10). The through-hole 11 has an inner shape that is the same as the outer shape of the camera that constitutes the photographing apparatus 20, and is adapted to be fitted and fixed to the camera. Further, as shown in FIG. 4A, the through-hole 11 is configured so that the focal portion of the lens 21 (the same position as the origin O) is positioned substantially in the same plane as the surface 10 a of the substrate 10. 20 is held. Here, since the distance between the surface of the lens 21 and the imaging unit is about several millimeters and is a negligible distance compared to the incoming radio wave measurement distance of several meters or more, the surface of the lens 21 is the surface of the substrate 10. Even if the camera is fitted so as to be in the same plane as 10a, it can be assumed that the focal portion of the lens 21 is substantially located in the same plane as the surface 10a of the substrate 10.

図2および図3に示すように、基板10の表面10aに配列された面状アンテナ30は、例えば銅板を基板10の表面10aに貼り付けて、その表面にエレメントをエッチングして形成されたパッチアンテナにて構成されている。パッチアンテナは、帯域が狭く、広い指向性を持つ。複数の面状アンテナ30,30・・は、それぞれ同じ寸法の正面視正方形の板状に形成されている。各面状アンテナ30は、その背面に給電子33を介して同軸ケーブル32がそれぞれ接続されている。また、各面状アンテナ30は、同軸ケーブル32を介して電波到来方向特定手段51を備えた制御用パーソナルコンピュータ50に電気的に接続されている。基板10には、同軸ケーブル32が挿通するケーブル挿通孔12(図2参照)が、表面10aから裏面10bに貫通して形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the planar antenna 30 arranged on the surface 10 a of the substrate 10 is a patch formed by, for example, attaching a copper plate to the surface 10 a of the substrate 10 and etching elements on the surface. It consists of an antenna. The patch antenna has a narrow band and wide directivity. The plurality of planar antennas 30, 30... Are each formed in a square plate shape having the same dimensions when viewed from the front. Each planar antenna 30 has a coaxial cable 32 connected to the back surface thereof via a power supply 33. Each planar antenna 30 is electrically connected to a control personal computer 50 having radio wave arrival direction specifying means 51 via a coaxial cable 32. A cable insertion hole 12 (see FIG. 2) through which the coaxial cable 32 is inserted is formed in the substrate 10 so as to penetrate from the front surface 10a to the back surface 10b.

面状アンテナ30,30・・は、縦横方向でグリッド(格子)の交点位置に配列され、縦横方向の少なくとも一方の方向の配置個数が偶数であるように構成されている。本実施形態では、図3に示すように、面状アンテナ30,30・・は、縦方向および横方向の両方向において、互いに等しい間隔寸法で4行4列ずつに配列されて構成されている。そして、その中心位置に透孔11が形成されている。つまり、透孔11は、複数の面状アンテナ30,30・・によって構成されるアレーアンテナ31のアンテナ領域の中心部に位置することとなる。なお、本実施形態は、透孔11の位置が基板10の中央部になっているが、これに限定されるものではない。透孔11は、アレーアンテナ31のアンテナ領域の中心部に位置していればよく、アレーアンテナ31のアンテナ領域の中心部が基板10の中央部からずれている場合は、透孔11もアンテナ領域の中心部にずれる。   The planar antennas 30, 30... Are arranged at intersections of grids in the vertical and horizontal directions, and the number of arrangements in at least one of the vertical and horizontal directions is an even number. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the planar antennas 30, 30... Are configured to be arranged in four rows and four columns at equal intervals in both the vertical direction and the horizontal direction. And the through-hole 11 is formed in the center position. That is, the through hole 11 is positioned at the center of the antenna region of the array antenna 31 constituted by the plurality of planar antennas 30, 30. In the present embodiment, the position of the through hole 11 is the central portion of the substrate 10, but the present invention is not limited to this. The through hole 11 only needs to be positioned at the center of the antenna area of the array antenna 31. When the center of the antenna area of the array antenna 31 is shifted from the center of the substrate 10, the through hole 11 also has the antenna area. Shift to the center of the.

面状アンテナ30の一辺の寸法L1(図3参照)、厚さや、隣り合う面状アンテナ30,30の給電子間隔寸法L2(図3参照)は、下記の表1に示すように、受信する電波の周波数に応じて、適宜設定されている。表1の数値は、FDTD(Finite-difference time-domain method)法を利用して算出されている。   As shown in Table 1 below, the dimension L1 (see FIG. 3) of one side of the planar antenna 30, the thickness, and the interval L2 (see FIG. 3) between the adjacent planar antennas 30 and 30 are received. It is set appropriately according to the frequency of the radio wave. The numerical values in Table 1 are calculated using a FDTD (Finite-difference time-domain method) method.

Figure 0005351466
Figure 0005351466

表1に示すように、例えば、受信する電波の周波数が1.5GHzである場合は、面状アンテナ30の一辺の寸法(エレメントサイズ)L1が48.3mmで、厚さが1.6mmで、比誘電率は4.4である。また、隣り合う面状アンテナ30,30の給電子間隔寸法L2は、100mmとなっている。受信する電波の周波数が高いほど、面状アンテナ30の一辺の寸法L1が小さくなり、面状アンテナ30,30の給電子間隔寸法L2も小さくなる。   As shown in Table 1, for example, when the frequency of the received radio wave is 1.5 GHz, the dimension (element size) L1 of one side of the planar antenna 30 is 48.3 mm, the thickness is 1.6 mm, The relative dielectric constant is 4.4. Further, the distance L2 between the adjacent planar antennas 30 and 30 is 100 mm. The higher the frequency of the received radio wave, the smaller the dimension L1 on one side of the planar antenna 30, and the smaller the feed interval L2 between the planar antennas 30,30.

受信すべき電波の周波数に応じて、表1に示した面状アンテナ30のサイズ、厚さおよび面状アンテナ30,30の給電子間隔寸法を適用して、面状アンテナ30,30・・を複数の基板10に貼り付けて、複数のアレーアンテナ31をそれぞれ形成しておく。   According to the frequency of the radio wave to be received, the size and thickness of the planar antenna 30 shown in Table 1 and the distance between the feeds of the planar antennas 30 and 30 are applied, so that the planar antennas 30, 30. A plurality of array antennas 31 are respectively formed on a plurality of substrates 10.

図1および図2に示すように、複数の面状アンテナ30,30・・の背面側に設けられる地板40は、本実施形態では、例えば銅板にて構成されており、基板10の裏面10bに貼り付けられているとともに、接地されている。地板40には、基板10の透孔11に相当する位置にカメラ挿通孔41が形成され、基盤10のケーブル挿通孔12に相当する位置にケーブル挿通孔43が形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the ground plate 40 provided on the back side of the plurality of planar antennas 30, 30... Is made of, for example, a copper plate in this embodiment, and is formed on the back surface 10 b of the substrate 10. It is affixed and grounded. In the base plate 40, a camera insertion hole 41 is formed at a position corresponding to the through hole 11 of the substrate 10, and a cable insertion hole 43 is formed at a position corresponding to the cable insertion hole 12 of the base 10.

図1に示すように、電波到来方向特定手段51と電波源位置提示手段52は、各面状アンテナ30および撮影装置20に接続された制御用パーソナルコンピュータ(PC)50内に設けられている。なお、各面状アンテナ30は、プリアンプ55および測定装置56を介して制御用パーソナルコンピュータ50に接続されている。   As shown in FIG. 1, the radio wave arrival direction specifying means 51 and the radio wave source position presentation means 52 are provided in a control personal computer (PC) 50 connected to each planar antenna 30 and the imaging device 20. Each planar antenna 30 is connected to a control personal computer 50 via a preamplifier 55 and a measuring device 56.

プリアンプ55は、各面状アンテナ30が受信した受信信号を増幅するとともに、増幅した受信信号を、同軸ケーブル53を介して測定装置56に出力する。但し、面状アンテナ30が受信した受信信号の入力電圧が高い場合は、プリアンプ55を必要としない。   The preamplifier 55 amplifies the reception signal received by each planar antenna 30 and outputs the amplified reception signal to the measuring device 56 via the coaxial cable 53. However, when the input voltage of the received signal received by the planar antenna 30 is high, the preamplifier 55 is not necessary.

測定装置56は、受信信号を解析してその波形の振幅や隣り合う面状アンテナ30の波形の位相を検出する信号解析手段(図示せず)等を備えていて、各面状アンテナ30から出力された受信信号の振幅や位相を検出する。   The measurement device 56 includes signal analysis means (not shown) for analyzing the received signal and detecting the amplitude of the waveform and the phase of the waveform of the adjacent planar antenna 30, and outputs from each planar antenna 30. The amplitude and phase of the received signal are detected.

制御用パーソナルコンピュータ50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、メモリ、HDD(Hard Disk Drive)、ディスプレイ、GPIB(General Purpose Interface Bus)等のインタフェース等の構成を主に備えている。この制御用パーソナルコンピュータ50は、CPUが所定のプログラムを実行することで、電波到来方向特定手段51、電波源位置提示手段52として機能する。なお、制御用パーソナルコンピュータ50と測定装置56とは、GPIBケーブル54などを介して互いにデータ通信可能に接続されている。   The control personal computer 50 mainly includes an interface (not shown) such as a CPU (Central Processing Unit), a memory, an HDD (Hard Disk Drive), a display, and a GPIB (General Purpose Interface Bus). The personal computer for control 50 functions as a radio wave arrival direction specifying unit 51 and a radio wave source position presentation unit 52 when the CPU executes a predetermined program. Note that the control personal computer 50 and the measurement device 56 are connected to each other via a GPIB cable 54 so that data communication is possible.

電波到来方向特定手段51は、測定装置56により解析された受信信号の振幅や位相と各面状アンテナ30の設置位置等に基づいて、例えば、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)アルゴリズムに従って受信電波の到来方向を、撮影装置20の装着位置(アレーアンテナ31のアンテナ領域における中心位置)を原点Oとした極座標空間(Θ,Φ)における角度(θ,φ)によって電波源の到来方向を特定するものである(図4参照)。   The radio wave arrival direction specifying means 51 is based on the amplitude and phase of the received signal analyzed by the measuring device 56 and the installation position of each planar antenna 30, for example, according to the MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) algorithm. , The arrival direction of the radio wave source is specified by the angle (θ, φ) in the polar coordinate space (Θ, Φ) with the mounting position of the photographing device 20 (center position in the antenna area of the array antenna 31) as the origin O. (See FIG. 4).

ここで、図4を参照して、この実施形態で用いる極座標空間について説明する。アレーアンテナ31(図3参照)の中心位置と実質的に同一位置にある、撮影装置20の撮像部(レンズ21の焦点部)を原点Oとして、極座標空間を図4の(a)および(b)に示すように設定する。つまり、極座標空間のxyz軸のうち、x軸は基板10の表面10a上に実質的に位置して原点Oから横方向に延出し、y軸は基板10の表面10a上に実質的に位置してx軸と直交する縦方向に原点Oから延出し、z軸は基板10の表面10aに直交する方向(撮影装置20の軸方向)に原点Oから延出している。   Here, the polar coordinate space used in this embodiment will be described with reference to FIG. 4 (a) and (b) in FIG. 4 with the imaging unit (focal part of the lens 21) of the imaging device 20 at the substantially same position as the center position of the array antenna 31 (see FIG. 3) as the origin O. ). That is, of the xyz axes in the polar coordinate space, the x axis is substantially located on the surface 10a of the substrate 10 and extends laterally from the origin O, and the y axis is substantially located on the surface 10a of the substrate 10. The z-axis extends from the origin O in the direction perpendicular to the surface 10a of the substrate 10 (the axial direction of the imaging device 20).

図4の(b)に示すように、受信電波の到来方向を示す線上の一点Pから、xyz直交座標系を構築するxy平面へ垂線を延ばしたときの、その垂線とxy平面との交点をQとする。そして、原点Oと交点Qとを結ぶ直線OQ(到来方向のx−y平面への正射影)と、x軸とのなす角をφとする。一方、受信電波の到来方向の任意の点Pと原点Oとを結ぶ直線OPと、z軸とのなす角をθとする。受信電波の到来方向は、前記の角θと角φとを成分とする極座標空間の座標として表すことができる。   As shown in FIG. 4 (b), when a perpendicular is extended from a point P on the line indicating the arrival direction of the received radio wave to the xy plane that constructs the xyz orthogonal coordinate system, the intersection of the perpendicular and the xy plane is Q. An angle formed by a straight line OQ connecting the origin O and the intersection point Q (orthographic projection of the arrival direction onto the xy plane) and the x axis is φ. On the other hand, an angle formed between a straight line OP connecting an arbitrary point P in the arrival direction of the received radio wave and the origin O and the z axis is θ. The direction of arrival of the received radio wave can be expressed as coordinates in a polar coordinate space having the angle θ and the angle φ as components.

電波源位置提示手段52は、撮影装置20によって撮影された画像の各画素に極座標空間内の角度を対応させ、電波到来方向特定手段51によって特定された電波到来方向を示す角度に対応する画素を画像内に区別して、図示しないディスプレイに表示(提示)するものである。つまり、電波源位置提示手段52は、特定された電波到来方向の角度(θ,φ)を、撮影装置20によって撮影された電波源測定対象領域αの実画像の画角(Θ,Φ)内の画素に対応させ、ディスプレイに表示する。   The radio wave source position presentation unit 52 associates an angle in the polar coordinate space with each pixel of the image captured by the imaging device 20, and sets a pixel corresponding to the angle indicating the radio wave arrival direction specified by the radio wave arrival direction specifying unit 51. The images are distinguished (displayed) on a display (not shown). That is, the radio wave source position presentation unit 52 sets the angle (θ, φ) of the specified radio wave arrival direction within the angle of view (Θ, φ) of the actual image of the radio wave source measurement target region α photographed by the photographing device 20. This is displayed on the display in correspondence with the pixels.

そのため、電波源位置提示手段52には、画角(Θ,Φ)と角度(θ,φ)との関係が予め設定されている。その関係とは、つまり、画角の単位角度に対する画素数である。   Therefore, the relationship between the angle of view (Θ, Φ) and the angle (θ, φ) is preset in the radio wave source position presentation unit 52. That relationship is the number of pixels with respect to the unit angle of view angle.

例えば、撮影装置20として用いられたCCDの画角が、Θ(縦方向)=67deg〜112deg(45deg)、Φ(横方向)=60deg〜120deg(60deg)の撮影装置20である場合には、θおよびφともに90degが撮影装置20および透孔11の正面方向となる(図4の(a)参照)。なお、図4の(a)においては、横方向の画角を図示し、縦方向の画角はカッコ書きにて数値のみを示している。前記の画角の範囲では、単位角度をそれぞれ1degとした場合、Θ(縦方向)に45目盛り、Φ(横方向)に60目盛りのΘ−Φ空間として表せる。そこで、撮影装置20として用いられたCCDの画素が720画素×960画素の場合、画角の単位角度に対する画素数が、θ=16画素/deg、φ=16画素/degとして示される。   For example, when the angle of view of the CCD used as the photographing device 20 is the photographing device 20 of Θ (vertical direction) = 67 deg to 112 deg (45 deg) and Φ (horizontal direction) = 60 deg to 120 deg (60 deg), 90 deg for both θ and φ is the front direction of the imaging device 20 and the through hole 11 (see FIG. 4A). In FIG. 4A, the field angle in the horizontal direction is illustrated, and the field angle in the vertical direction is only a numerical value written in parentheses. In the range of the angle of view, when each unit angle is 1 deg, it can be expressed as Θ-Φ space of 45 scales in Θ (vertical direction) and 60 scales in Φ (horizontal direction). Therefore, when the number of pixels of the CCD used as the photographing device 20 is 720 pixels × 960 pixels, the number of pixels with respect to the unit angle of view angle is indicated as θ = 16 pixels / deg and φ = 16 pixels / deg.

これによって、推定結果としての到来方向の角度(θ,φ)が画像データ中に画素の広がりとして示されることになる。そのため、漏洩箇所の存在範囲としてディスプレイに提示することが可能になる。   As a result, the angle (θ, φ) of the arrival direction as the estimation result is indicated as the pixel spread in the image data. Therefore, it becomes possible to present on the display as the existence range of the leaked portion.

以上の作業により、画角(Θ,Φ)と推定結果(θ,φ)とを対応させることができるため、電波源位置提示手段52は、撮影装置20で撮影した実画像に電波到来方向を示した電波画像データを合成して、ディスプレイに提示することができる。このとき、電波源の位置は、その部分の色や明るさを変化させたり、線や図形等でマークしたりして、区別して表示する。なお、本実施形態では、電波源の位置を分かりやすくするために、推定結果のピーク部分のみを抽出して合成することとしたが、ピーク以外の部分も同様に処理することで、電波源の周囲の状況についても提示することが可能になる。   With the above operation, the field angle (Θ, Φ) and the estimation result (θ, φ) can be made to correspond to each other. Therefore, the radio wave source position presentation unit 52 sets the radio wave arrival direction on the actual image captured by the imaging device 20. The shown radio wave image data can be synthesized and presented on the display. At this time, the position of the radio wave source is displayed separately by changing the color or brightness of the portion or by marking it with a line or a figure. In this embodiment, in order to make the position of the radio wave source easy to understand, only the peak part of the estimation result is extracted and combined. However, by processing the part other than the peak in the same manner, It is also possible to present the surrounding situation.

したがって、この実施形態によれば、極座標空間を座標系とした場合には、到来波の電波源までの距離が不明であっても、撮影装置20の撮影した実画像G1(図5参照)中に、電波到来方向(漏洩位置Sとして図示)を示した電波画像データ(図6参照)を合成して、到来方向を表示することで、図7に示すように、撮影した実画像G1中における電波源(漏洩位置S)の位置を表示して特定することができる。つまり、図4の(a)に示すように、透孔11に嵌装された撮影装置20の撮影画角は、(Θ,Φ)によって示されるため、その範囲内のおける到来方向としての推定結果(θ,φ)に対応する画素を特定することによって、画像中における位置を特定することができる。   Therefore, according to this embodiment, when the polar coordinate space is a coordinate system, even if the distance to the radio wave source of the incoming wave is unknown, the actual image G1 (see FIG. 5) captured by the imaging device 20 7 is synthesized with the radio wave image data (see FIG. 6) indicating the radio wave arrival direction (illustrated as the leakage position S), and the arrival direction is displayed, as shown in FIG. 7, in the photographed real image G1. The position of the radio wave source (leakage position S) can be displayed and specified. That is, as shown in FIG. 4A, the shooting angle of view of the imaging device 20 fitted in the through hole 11 is indicated by (Θ, Φ), so that it is estimated as the arrival direction within the range. By specifying the pixel corresponding to the result (θ, φ), the position in the image can be specified.

なお、撮影装置20には、一度に広い範囲を撮影して評価することを目的として、広角レンズが装着される場合がある。この場合は、電波源位置提示手段52に、画角(Θ,Φ)と角度(θ,φ)との関係が予め設定されている。つまり、広角レンズで取得された画像は、画像の端部になるほど歪む性質があることがら、画角(Θ,Φ)と角度(θ,φ)との関係を一律に求めることができないので、予め例えば2cm角の正方グリッドを印刷した紙を画像取得して、画像内のグリッドの交点ごとに、角度(θ,φ)を計算により求め、交点の各画角(Θ,Φ)に相当する角度(θ,φ)をそれぞれ設定しておく。これによって、全ての画角(Θ,Φ)において、角度(θ,φ)が割り当てられることになる。すなわち、広角レンズを用いて取得した画像は、補正等を行わず、歪んだ角度を考慮して到来方向を特定している。   Note that a wide-angle lens may be attached to the photographing apparatus 20 for the purpose of photographing and evaluating a wide range at a time. In this case, the relationship between the angle of view (Θ, Φ) and the angle (θ, φ) is preset in the radio wave source position presentation unit 52. In other words, since the image acquired by the wide-angle lens has a property of being distorted toward the end of the image, the relationship between the angle of view (Θ, Φ) and the angle (θ, φ) cannot be obtained uniformly. For example, an image of a paper on which a square grid of 2 cm square is printed in advance is obtained, and an angle (θ, φ) is calculated for each intersection of the grids in the image, which corresponds to each angle of view (Θ, Φ) of the intersection. The angles (θ, φ) are set in advance. As a result, the angles (θ, φ) are assigned to all the angles of view (Θ, Φ). That is, the image acquired using the wide-angle lens is not corrected, and the arrival direction is specified in consideration of the distorted angle.

図1に示すように、制御用パーソナルコンピュータ50(電波到来方向特定手段51および電波源位置提示手段52を含む)、プリアンプ55および測定装置56は、走行台車60上で、基板10の裏側に配置されている。   As shown in FIG. 1, the control personal computer 50 (including the radio wave arrival direction specifying means 51 and the radio wave source position presentation means 52), the preamplifier 55 and the measuring device 56 are arranged on the back side of the substrate 10 on the traveling carriage 60. Has been.

次に、以上の構成の電波源可視化装置1を用いて電波源を特定する場合の作業・処理手順について説明する。   Next, an operation / processing procedure in the case of specifying a radio wave source using the radio wave source visualization device 1 having the above configuration will be described.

本実施形態では、電波発生機器が存在する電波発生室R1からの電波の漏洩を、電波源可視化装置1によって測定・発見する場合について説明する。   In the present embodiment, a case will be described in which the radio wave source visualization apparatus 1 measures / discovers leakage of radio waves from the radio wave generation room R1 in which radio wave generation equipment exists.

まず、図1に示すように、電波源を測定する測定室R2に電波源可視化装置1を設置する。電波源可視化装置1の基板10が、電波発生室R1との間に位置する壁Wの一部をなす電波源測定対象領域αに対向するように設置する。   First, as shown in FIG. 1, the radio wave source visualization device 1 is installed in a measurement chamber R2 that measures a radio wave source. The substrate 10 of the radio wave source visualization device 1 is installed so as to face the radio wave source measurement target region α that forms a part of the wall W located between the radio wave generation chamber R1.

次に、基板10の透孔11に嵌装した撮影装置20で測定領域を撮影し、撮影した映像(画像)を制御用パーソナルコンピュータ50の図示せぬディスプレイに表示させる。測定者は、その画像を見ながら測定領域を決定する。つまり、電波源可視化装置1を走行台車60ごと移動させるなどして向きを変えて、撮影装置20の向きが所望の測定領域(例えば、電波源測定対象領域α)に対向するように基板10の向きを決定する。このとき、撮影装置20が撮影している画像は、制御用パーソナルコンピュータ50に送られて記憶される。   Next, the measurement region is photographed by the photographing device 20 fitted in the through hole 11 of the substrate 10, and the photographed image (image) is displayed on a display (not shown) of the control personal computer 50. The measurer determines the measurement region while viewing the image. That is, the direction of the imaging device 20 is changed by moving the radio wave source visualization device 1 together with the traveling carriage 60 so that the orientation of the imaging device 20 faces a desired measurement region (for example, the radio wave source measurement target region α). Determine the orientation. At this time, the image photographed by the photographing apparatus 20 is sent to the control personal computer 50 and stored therein.

その後、各面状アンテナ30での電波受信を開始する。電波発生室R1からの電波が、壁Wを透過して漏洩する場合は、この透過した電波が面状アンテナ30で受信され、漏洩箇所が電波源として測定される。   Thereafter, radio wave reception by each planar antenna 30 is started. When the radio wave from the radio wave generation chamber R1 passes through the wall W and leaks, the transmitted radio wave is received by the planar antenna 30, and the leakage location is measured as a radio wave source.

このとき、電波の受信は、それぞれ所定の位置に配列されている面状アンテナ30,30・・で一括して行うことができるので、従来のようにテンプレートのアンテナ保持部にアンテナを設置して一箇所ずつ測定する測定装置と比較して、測定時間を大幅に短縮することができる。そして、測定時間が短時間になることによって、時間的に変動した電波の信号や周囲の環境による影響を低減することができ、測定精度を高めることができる。さらに、従来の測定装置のように、作業者がテンプレートに沿ってアンテナを移動させる必要がないので、作業時間および手間を低減できるとともに、アンテナの位置精度が低下せず測定精度の低下を防止できる。   At this time, since the reception of radio waves can be performed collectively with the planar antennas 30, 30... Arranged at predetermined positions, an antenna is installed on the antenna holding portion of the template as in the past. Compared with a measuring apparatus that measures one by one, the measuring time can be greatly shortened. And since measurement time becomes short, the influence by the signal of the radio wave which fluctuated temporally and the surrounding environment can be reduced, and measurement accuracy can be raised. Furthermore, unlike the conventional measuring apparatus, the operator does not have to move the antenna along the template, so that the work time and labor can be reduced, and the antenna position accuracy is not lowered and the measurement accuracy is prevented from being lowered. .

各面状アンテナ30で受信された電波は、受信信号となってプリアンプ55に送られ、プリアンプ55で増幅されたうえで、測定装置56に送られる。測定装置56では、受信信号に基づいて、各面状アンテナ30で受信された電波の振幅や位相がそれぞれ解析される。得られた振幅や位相のデータは、受信信号とともに制御用パーソナルコンピュータ50に送られる。   The radio wave received by each planar antenna 30 is sent to the preamplifier 55 as a reception signal, amplified by the preamplifier 55, and then sent to the measuring device 56. The measuring device 56 analyzes the amplitude and phase of the radio wave received by each planar antenna 30 based on the received signal. The obtained amplitude and phase data is sent to the control personal computer 50 together with the received signal.

制御用パーソナルコンピュータ50は、測定装置56から受信信号やデータを受け取って、図示しない記憶部に蓄積する。その後、制御用パーソナルコンピュータ50は、電波到来方向特定手段51によって、MUSICアルゴリズム等を用いて電波到来方向を特定する。   The control personal computer 50 receives received signals and data from the measuring device 56 and accumulates them in a storage unit (not shown). Thereafter, the personal computer for control 50 uses the MUSIC algorithm or the like by the radio wave arrival direction specifying means 51 to specify the radio wave arrival direction.

電波源位置提示手段52は、前記したように、画角の単位角度に対する画素数に基づいて、電波到来方向特定手段51で求められた到来方向の角度を図示しないディスプレイの画素を特定する。そして、電波源位置提示手段52は、撮影装置20によって撮影された実画像G1(図5参照)に、電波到来方向(図6中、漏洩位置S部分を参照)を示した電波画像データを合成させて、実画像G1内に電波到来方向の画素を他の部分と区別できるように表示させる(図7の漏洩位置S部分を参照)。これによって、測定者は、画像を見ながら、画像内における電波源位置(漏洩位置S)を特定することができる。なお、電波が漏洩していない場合には、実画像G1内に区別される部分が表示されない。   As described above, the radio wave source position presentation unit 52 specifies the pixel of the display (not shown) based on the number of pixels with respect to the unit angle of the view angle, and the angle of the arrival direction obtained by the radio wave arrival direction specifying unit 51. Then, the radio wave source position presentation unit 52 synthesizes radio wave image data indicating the radio wave arrival direction (see the leaked position S in FIG. 6) with the actual image G1 (see FIG. 5) captured by the imaging device 20. Thus, the pixels in the radio wave arrival direction are displayed in the real image G1 so as to be distinguishable from other parts (see the leakage position S part in FIG. 7). As a result, the measurer can specify the radio wave source position (leakage position S) in the image while viewing the image. Note that when radio waves are not leaked, no distinction is displayed in the actual image G1.

ところで、本実施形態では、基板10の表面10aに、面状アンテナ30,30・・を設けたことで、アンテナの奥行方向が薄くなり、電波を受信した基準点が明確になる。また、撮影装置20は、レンズ21の表面が基板10の表面10aと略同一平面状に位置するように、透孔11に保持されている。したがって、基準点と撮影装置20の奥行方向位置を一致させることができる。その結果、図4の(a)に示すように、アレーアンテナ31(図3参照)の中心位置と、撮影装置20の撮影範囲(表示範囲)の原点Oとを一致させることができる。これによって、撮影装置20によって撮影された実画像の撮影角度と、電波到来方向特定手段51によって特定された電波到来方向の角度とを正確に対応させることができるので、実画像に電波画像データを合成させたときに、正確に実画像内に電波源を特定して表示することができることとなる。   By the way, in this embodiment, by providing the planar antennas 30, 30... On the surface 10 a of the substrate 10, the depth direction of the antenna becomes thin and the reference point at which the radio wave is received becomes clear. In addition, the photographing apparatus 20 is held in the through hole 11 so that the surface of the lens 21 is positioned substantially on the same plane as the surface 10 a of the substrate 10. Therefore, the reference point and the depth direction position of the imaging device 20 can be matched. As a result, as shown in FIG. 4A, the center position of the array antenna 31 (see FIG. 3) and the origin O of the imaging range (display range) of the imaging device 20 can be matched. This makes it possible to accurately associate the shooting angle of the actual image captured by the imaging device 20 with the angle of the radio wave arrival direction specified by the radio wave arrival direction specifying means 51, so that the radio image data is added to the actual image. When synthesized, the radio wave source can be accurately specified and displayed in the actual image.

また、本実施形態によれば、基板10の裏面10b(面状アンテナ30の背面側)に地板40を設けているので、面状アンテナ30の直交方向前方のみに感度が良好となる。つまり、地板40によって後方からの電波を遮断することができるので、後方に測定機器(制御用パーソナルコンピュータ50、プリアンプ55および測定装置56)を配置しても、これらの測定機器の影響を受けず電波を受信できる。したがって、測定精度の低下を防止できる。さらに、各測定装置同士を接続する配線を短くできるとともに、システム全体のコンパクト化を達成でき、電波源可視化装置1を一体的に移動させることも可能となる。   Moreover, according to this embodiment, since the ground plane 40 is provided on the back surface 10b (the back surface side of the planar antenna 30) of the substrate 10, the sensitivity is good only in the front in the orthogonal direction of the planar antenna 30. That is, since the radio wave from behind can be blocked by the ground plane 40, even if measuring devices (control personal computer 50, preamplifier 55 and measuring device 56) are arranged behind, they are not affected by these measuring devices. Can receive radio waves. Therefore, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy. Furthermore, the wiring connecting the measuring devices can be shortened, the entire system can be made compact, and the radio wave source visualization device 1 can be moved integrally.

なお、前記の実施形態では、電波発生室R1内の電波が壁Wの電波源測定対象領域αから漏洩してしまう箇所を特定する場合を説明したが、図8に示すように、室内に設けられた電波発生源2からの電波の壁面での反射を電波源として測定するように用いることもできる。   In the above-described embodiment, the case where the location where the radio wave in the radio wave generation chamber R1 leaks from the radio wave source measurement target area α of the wall W has been described. However, as shown in FIG. The reflection of the radio wave from the generated radio wave source 2 on the wall surface can also be used as a radio wave source.

この場合は、撮影装置20で撮影した実画像に、電波到来方向特定手段51(図1参照)によって特定された電波到来方向の角度が画像内のいずれの位置に有るのかを特定し、電波源位置提示手段52(図1参照)によって、撮影装置20によって撮影された実画像G2(図9参照)に、電波到来方向(反射位置T)を示した電波画像データを合成させて、実画像G2内に電波到来方向(反射位置T)の画素を他の部分と区別できるように表示させる(図10参照)。これによって、壁や天井および建具等での電波の反射位置Tを周波数ごとに正確にかつ容易に特定可能になるため、壁等の特定箇所に電波吸収体等を正確に設置することができるようになる。ひいては、室内において、無線LANやRFID等の通信でのマルチパスの影響を取り除いて、通信性能の劣化を防ぐことが可能になる。   In this case, the position of the angle of the radio wave arrival direction specified by the radio wave arrival direction specifying means 51 (see FIG. 1) is specified in the actual image taken by the imaging device 20, and the radio wave source Radio wave image data indicating the radio wave arrival direction (reflection position T) is combined with the real image G2 (see FIG. 9) captured by the imaging device 20 by the position presentation unit 52 (see FIG. 1), and the real image G2 The pixels in the radio wave arrival direction (reflection position T) are displayed so that they can be distinguished from other parts (see FIG. 10). As a result, the radio wave reflection position T on the wall, ceiling, joinery, etc. can be accurately and easily specified for each frequency, so that a radio wave absorber or the like can be accurately installed at a specific location such as a wall. become. As a result, it is possible to prevent the deterioration of communication performance by removing the influence of multipath in communication such as wireless LAN and RFID in the room.

さらに、かかる電波源可視化装置1を用いれば、室内だけでなく、室外においても、電波の反射を電波源として特定することができる。したがって、例えば、高速道路のインターチェンジにおいて、ETC(Electronic Toll Collection system)の電波受信の誤作動を防止するために、料金所周辺の電波源を特定して、電波の流れを調査することも可能である。   Furthermore, if the radio wave source visualization device 1 is used, reflection of radio waves can be specified as a radio wave source not only indoors but also outdoors. Therefore, for example, in order to prevent ETC (Electronic Toll Collection system) radio wave reception malfunctions at expressway interchanges, it is possible to identify radio wave sources around toll gates and investigate the flow of radio waves. is there.

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これに限定されるものではなく本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。例えば、前記の実施形態では、撮影装置20の取付位置となる透孔11は、アレーアンテナ31のアンテナ領域の中心部に位置しているが、これに限定されるものではなく、中心部からずれた位置であってもよい。この場合、電波到来方向特定手段51によって電波到来方向を特定する際の極座標空間の原点も撮影装置20の取付位置にずれることとなり、この原点に応じた極座標空間における角度によって電波到来方向を特定する。   The embodiment according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the through-hole 11 serving as the mounting position of the imaging device 20 is located at the center of the antenna area of the array antenna 31, but is not limited to this, and is displaced from the center. It may be a different position. In this case, the origin of the polar coordinate space when the radio wave arrival direction specifying means 51 specifies the radio wave arrival direction is also shifted to the mounting position of the photographing apparatus 20, and the radio wave arrival direction is specified by the angle in the polar coordinate space corresponding to this origin. .

また、前記の実施形態では、アレーアンテナ31を用いた到来方向の特定アルゴリズムとして、MUSICアルゴリズムの場合について説明したが、到来方向を特定可能であれば、このアルゴリズムに限らない。例えば、ビームフォーマ法、Capon法、線形予測法、最小ノルム法、ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)によるアルゴリズムによってもよい。   In the above-described embodiment, the MUSIC algorithm has been described as the arrival direction specifying algorithm using the array antenna 31. However, the algorithm is not limited to this algorithm as long as the arrival direction can be specified. For example, a beamformer method, Capon method, linear prediction method, minimum norm method, or ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques) algorithm may be used.

本発明に係る電波源可視化装置を実施するための最良の形態を示した構成図である。It is the block diagram which showed the best form for implementing the radio wave source visualization apparatus which concerns on this invention. 基板、面状アンテナ、撮影装置および地板を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the board | substrate, the planar antenna, the imaging device, and the ground plane. 基板、面状アンテナおよび撮影装置を示した正面図である。It is the front view which showed the board | substrate, the planar antenna, and the imaging device. (a)は撮影装置を説明するための断面図、(b)は極座標空間を説明する図である。(A) is sectional drawing for demonstrating an imaging device, (b) is a figure explaining polar coordinate space. 撮影装置で撮影した実画像を示した図である。It is the figure which showed the real image image | photographed with the imaging device. 電波到来方向特定手段によって特定された電波到来方向を示した電波画像データを画像化した図である。It is the figure which imaged the radio wave image data which showed the radio wave arrival direction specified by the radio wave arrival direction specification means. 実画像に、電波到来方向を示した電波画像データを合成させた図である。It is the figure which made the real image synthesize | combine the radio wave image data which showed the radio wave arrival direction. 電波源と電波源可視化装置とを同一の室内に設置した状態を示した平面図である。It is the top view which showed the state which installed the radio wave source and the radio wave source visualization apparatus in the same room. 撮影装置で撮影した実画像を示した図である。It is the figure which showed the real image image | photographed with the imaging device. 実画像に、電波到来方向を示した電波画像データを合成させた図である。It is the figure which made the real image synthesize | combine the radio wave image data which showed the radio wave arrival direction.

符号の説明Explanation of symbols

1 電波源可視化装置
20 撮影装置
30 面状アンテナ
31 アレーアンテナ
51 電波到来方向特定手段
52 電波源位置提示手段
O 原点
G1 実画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio wave source visualization apparatus 20 Imaging device 30 Planar antenna 31 Array antenna 51 Radio wave arrival direction specification means 52 Radio wave source position presentation means O Origin G1 Actual image

Claims (3)

電波源を特定して可視化するための電波源可視化装置であって、
電波源測定対象領域を撮影する撮影装置と、
前記撮影装置を中央位置として複数の面状アンテナを基板上に配列して形成したアレーアンテナと、
前記アレーアンテナで受信した到来電波の到来方向を、前記撮影装置の撮像部を原点とした極座標空間における角度のみによって特定する電波到来方向特定手段と、
前記撮影装置によって撮影された実画像に、前記電波到来方向特定手段によって特定された電波到来方向を示した電波画像データを合成して、前記実画像内に前記電波到来方向を表示して前記電波源を特定する電波源位置提示手段と、を備え、
前記撮影装置は、そのレンズの焦点部が前記基板の表面と同一平面になるように前記基板の透孔に嵌装されており、
前記電波源位置提示手段は、前記撮影装置の画角と前記実画像の画素数とから算出された単位角度に対する画素数に前記電波到来方向の角度を対応させて前記電波到来方向に対応する画素を求めるとともに、前記画素を前記実画像内で区別して表示する
ことを特徴とする電波源可視化装置。
A radio wave source visualization device for identifying and visualizing radio wave sources,
An imaging device for imaging a radio wave source measurement target area;
An array antenna formed by arranging a plurality of planar antennas on a substrate with the photographing apparatus as a central position;
Radio wave arrival direction specifying means for specifying the arrival direction of incoming radio waves received by the array antenna only by an angle in a polar coordinate space with the imaging unit of the imaging device as an origin;
The radio wave image data indicating the radio wave arrival direction specified by the radio wave arrival direction specifying unit is combined with the real image taken by the imaging device, and the radio wave arrival direction is displayed in the real image to display the radio wave. Radio wave source position presentation means for identifying the source,
The imaging device is fitted in the through hole of the substrate so that the focal point of the lens is flush with the surface of the substrate,
The radio wave source position presenting means associates the angle of the radio wave arrival direction with the number of pixels with respect to a unit angle calculated from the angle of view of the photographing apparatus and the number of pixels of the actual image , and corresponds to the radio wave arrival direction. The radio wave source visualization device, wherein the pixel is distinguished and displayed in the actual image .
前記複数の面状アンテナは、縦横方向に配列され、縦方向および横方向の少なくとも一方の方向の配置個数が偶数である
ことを特徴とする請求項1に記載の電波源可視化装置。
The radio wave source visualization device according to claim 1, wherein the plurality of planar antennas are arranged in the vertical and horizontal directions, and the number of arrangements in at least one of the vertical and horizontal directions is an even number.
前記撮影装置は、広角レンズを装備している
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電波源可視化装置。
The radio wave source visualization device according to claim 1, wherein the photographing device is equipped with a wide-angle lens.
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