Photonic Edge 株式会社フォトニック・エッジ EN
TOOL DEMO / VIRTUAL RADAR TEST

仮想レーダー試験ツール

エンブレム状のDUT(平板/R付き曲面/塗装付き)越しに、レーダーが実際に「どう振る舞うか」を解析するWebデモです。仮想アレーの素子ごとにレイ・トレースして受信波面を合成し、DUT端での回折やレーダー〜DUT間の多重反射(マルチパス)まで含めて到来方向推定(デジタルビームフォーミング)を解き、アングルエラーΔθと減衰を設定角ごとに計算します。既知の値の貼り付けではなく、条件を変えるたびにブラウザ内でその場で計算・描画します(条件を変えると自動で再計算されます)。

本ページはデモ(解析事例)です。実レーダーの素子配置・推定方式の変更や実測カーブとの重ね合わせに対応できるほか、用途に合わせて独自構築したPC(Python)ベースのFDTD電磁界解析ツールも保有しており、有限サイズの厳密な回折・近接場・広角域まで踏み込んだ精密解析のご依頼にも対応します。お気軽にご相談ください。

条件

波源の放射の広がり。超近接では車載レーダーTX(16dBi級)で25〜30mm程度、評価ボード等の低利得アンテナ(7dBi級)ではさらに広がるのが目安です。多重反射が持続できる横幅を決めるため、これを変えると結果が大きく変わります。

レーダー開口とDUT面の相対傾き。多重反射像の方向がバウンスごとに傾きの2倍ずつ回転するため、平板でもΔθリップルの源になります。

周波数76.5 GHz
受信開口21.5 mm
アレー構成方位12素子・λ/2間隔
推定器MUSIC(FB平均)

上記は本デモでは固定です(素子配置・推定方式の変更はカスタマイズで対応)。

アングルエラー Δθ(設定角ごと・±50°)

減衰(1-way相当・設定角ごと)

設定角=ターゲット(コーナーリフレクタ相当)の方向。Δθ=推定角−設定角。縦軸は透過レベル(0dB=無損失、下向き=減衰。他デモのS21表示と同じ向き)。平板でも多重反射によりΔθ・減衰にリップルが生じ、曲面・塗装・照射の広がりでさらに変化する様子が分かります。数値は傾向・比較用の参考値であり精度保証はありません。

このデモについて(計算モデル)

ブラウザ内で次の理論計算を行っています。

  • 素子別レイ・トレース+斜入射TMM: 仮想12素子それぞれにターゲット方向から光線を引き、DUT通過点ごとの局所入射角で複素透過係数(転送行列法、挿入位相込み)を計算して開口上の受信波面を合成します。斜め透過の波面傾斜や曲面のレンズ効果が素子間の位相差として現れます。
  • DUT端の回折(1次近似): 照射がDUTの端をまたぐ場合は、フレネル積分によるナイフエッジ回折因子で「板越し」と「素通し」をなだらかに接続します(影側への回り込みを含む物理光学近似)。
  • キャビティ多重反射: レーダー面とDUT間の多重反射を平面波像の級数として合成します。各像は面の相対傾きの2倍ずつ方向を回転しながら横に歩き、照射の広がり(照射幅とDUT幅の狭い方)から外れた部分は端の回折として素子ごとに評価します。
  • 角度推定: 仮想12素子ULA上の複素界からMUSIC(FB平均)で到来角を推定し、DUT無しとの差をΔθとします。減衰は開口平均の1-way換算です。
  • 簡略化: 光線+物理光学の1次近似(2D相当)・絶対値校正なし。数値は傾向・比較用の参考値であり精度保証はありません。有限サイズの厳密な回折・近接場・多重散乱は、用途に合わせて独自構築したPC(Python)ベースのFDTD解析ツールで対応します。
  • 解析エンジンは一通り揃っており、あとは組み合わせと仕立てです。パラメータの開放(材料・形状・距離・素子配置・推定方式)、解析条件や出力の変更、実測カーブ(SoCレーダーによる性能評価)とのオーバーレイなど、御社の設計ニーズに合わせてカスタマイズします。

高周波関連に関するお困り事は、ぜひ当社にご相談ください。

受託研究・開発(業務委託)、計測装置の開発・製造、ソフトウェア開発、共同研究など、形態を問わず対応します。

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