現在、学校で地中レーダを用いた研究をしています。
レーダの専門ではありませんので、
ほとんどレーダや電磁波について無知です。
現在、送信周波数1.2GHzと420MHzの2種類のレーダを用いているのですが
レーダの送信周波数が低いと探知距離は長くなると言われているらしいの
ですが、具体的に周波数と距離の関係(周波数が2倍になると距離は・・・なる)
を教えて下さい。
また、分解能は落ちると言われてますが、これも具体的には何の分解能が
落ちるのでしょうか?
よろしくお願いします。

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A 回答 (1件)

地中レーダでは電波は地面の中を通らなければいけません。

個体は成分によって違いますが、ある程度電波を吸収する上に、地中は水分もあり、ある程度電気も通すので電波の損失が多くなります。周波数が高くなる程、この損失が多くなるので、到達距離は短くなります。
ですから、潜水艦などは電波で通信する時は、VLFなどの低い周波数帯を使います。
この周波数と吸収損失の関係は、電波が通過する場所にある物質の種類で吸収する波長が違うので一概にいう事はできません。

何もない空間では、電波は距離の2乗に反比例して減衰しますが、周波数には関係ないです。

また電波はその波長以下のサイズのものでは反射しません。
ですから、1.2GHzでおよそ25cm、420MHzなら、70cm以下の物や構造は見られません。
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この回答へのお礼

myeyesonlyさん。ありがとうございました。
大変参考になりました。
現在私はレーダを木材内部の空洞を検出するために使用しています。今、現在行っている実験の結果50mm×50mm程度の大きさの空洞は検出できています。
また、何かわからないことがあればこの場で質問させていただきます。ありがとうございました。

お礼日時:2000/12/30 18:19

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よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

質問の意味が掴みかねますが。。。予想して答えます。

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Q分解能と分散能

光ファイバ等で導波路という物がよくでてきますが、
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>光ファイバ等で導波路という物がよくでてきますが、ここで言う分解能と分散能の違いとは何なのでしょうか?
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>光ファイバ等で導波路という物がよくでてきますが、
という言葉にもそれが表れています。光ファイバー自体が導波路の一つです。

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ちなみにこの話をしてくれた方も、「自分も又聞きなので、そういうものだ、としか言えない」と話しておりました。

Aベストアンサー

補足数値ありがとうございます。

> (1)テストパターンの仕様
>  ・USAF RES TARGET2”SQ POS

これの最小ピッチパターン228lp/mmをお使いになったと思ってよろしいのでしょうか?

Yesと仮定して話を進めると、NA=0.30でλ=840ですから、インコヒーレント照明だとすると、

 λ / 2NA = 0.84 / 0.60 = 1.4(μm)

でmax714lp/mmとなります。インコヒーレント照明のCut-offの約32%の空間周波数をCCDで観察してコントラストが、

 (1-0.7)/(1+0.7) = 0.176

です。このエドモンドのスタンダードのパターンの膜はカタログでは分からないのですが、低反射の黒クロムのようなものか普通のCrを蒸着したものかによって、反射率が約15%くらいか約50%くらいか、と大きく違います。一方ガラスの方は反射率約4%です。黒クロムとして見てみると、

 黒クロム : (0.15-0.04)/(0.15+0.04) = 0.58

となりますね。パターンのでき具合も分からないのですが、悪目に見積もってコントラスト約0.5。これが0.176に落ちているので、約1/3にコントラスト低下。インコヒーレント照明のCut-off空間周波数の約1/3(32%)に対して、コントラストが1/3。これは、理想的な系での約1/2の性能、といったところでしょうか。

照明光学系(SLDでどのように照明しているか)や照明のσ(開口絞りの数値)などが分からないので、何とも言えない所です。いい加減な表現で真に申し訳ないのですが、上記数値だけから判断すれば、「あまり良いという程ではない」~「ひどく悪くもない」の間といったところでしょうか。

さらに、対物レンズなどの結像性能の問題だけでなく、フレアやゴーストなどがあると解像度(コントラスト)はかなり劣化します。
なので、この1点だけのコンラスト情報から言えるのは、この程度かと思います。

補足数値ありがとうございます。

> (1)テストパターンの仕様
>  ・USAF RES TARGET2”SQ POS

これの最小ピッチパターン228lp/mmをお使いになったと思ってよろしいのでしょうか?

Yesと仮定して話を進めると、NA=0.30でλ=840ですから、インコヒーレント照明だとすると、

 λ / 2NA = 0.84 / 0.60 = 1.4(μm)

でmax714lp/mmとなります。インコヒーレント照明のCut-offの約32%の空間周波数をCCDで観察してコントラストが、

 (1-0.7)/(1+0.7) = 0.176

です。このエドモンドのスタンダードの...続きを読む

Q光学顕微鏡の分解能

光学顕微鏡について調べていると次のような記述がありました。

『光学顕微鏡の分解能の限界は、可視光線の波長によって理論的に100ナノメートル程度に制限されており、それより小さな対象を観察することはできない。』

この理論とは何なのでしょうか?可視光の波長領域400-700nmと関係があるのでしょうか?

Aベストアンサー

まず、光学顕微鏡の「見える限界」を議論する場合の「見える」には2種類が存在します。

(1)近接した2つのものが分離して見える
(2)孤立した微小物体がどのくらい小さいものまで見えるか

「分解能」は(1)です。#1さんの説明されている「散乱理論」に基づいて強度的検出限界を議論するのは(2)の場合になります。

さて、顕微鏡の場合(1)については、レンズの歪みや収差、軸ズレ、焦点外れなどがゼロだとした理想的な(最も良い状態でもここまでという)分解能は、照明波長と対物レンズの開口数(物体面上レンズ直下の点からレンズ開口の端を見込む角度のSin)で決まります。レーリー(Rayleigh)の定義した分解能の定義(定義には他にも色々あります)では、

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まず、光学顕微鏡の「見える限界」を議論する場合の「見える」には2種類が存在します。

(1)近接した2つのものが分離して見える
(2)孤立した微小物体がどのくらい小さいものまで見えるか

「分解能」は(1)です。#1さんの説明されている「散乱理論」に基づいて強度的検出限界を議論するのは(2)の場合になります。

さて、顕微鏡の場合(1)については、レンズの歪みや収差、軸ズレ、焦点外れなどがゼロだとした理想的な(最も良い状態でもここまでという)分解能は、照明波長と対物レンズの...続きを読む


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