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Development of novel ground-based microwave radiometer for earth science

Research Project

Project/Area Number 18H03828
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

ICHIKAWA Ryuichi  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波標準研究センター, 研究マネージャー (40359055)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 晋介  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 総括研究員 (30358981)
太田 雄策  東北大学, 理学研究科, 准教授 (50451513)
宮原 伐折羅  国土地理院(地理地殻活動研究センター), その他部局等, 技官(その他) (90825457)
小林 知勝  国土地理院(地理地殻活動研究センター), その他部局等, 研究室長 (40447991)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥44,980,000 (Direct Cost: ¥34,600,000、Indirect Cost: ¥10,380,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2018: ¥22,100,000 (Direct Cost: ¥17,000,000、Indirect Cost: ¥5,100,000)
Keywords可降水量 / 超高感度ミリ波放射計 / GNSS / VLBI / ミリ波放射計 / 水蒸気観測 / 広帯域受信系 / 水蒸気 / マルチGNSS / マイクロ波放射計 / 宇宙測地技術 / 大気遅延 / 次世代超高感度ミリ波放射計 / 湿潤遅延 / 災害ハザード
Outline of Final Research Achievements

We have developed a wideband receiver system to apply a next-generation microwave radiometer to millimeter-wave spectroscopy for the high-resolution and high-precision monitoring of water vapor behavior. The new radiometer is suitable for not only space geodetic techniques such as very long-line baseline interferometry (VLBI) and GNSS, but also field measurements such as monitoring volcanic activities and cumulonimbus cloud generation. We have succeeded in developing a prototype of the complete receiver system, which has a wide-bandwidth feed of 16-62 GHz for measuring three frequency bands, namely, 16-32 GHz (water vapor), 28-38 GHz (liquid water), and 51-62 GHz (oxygen), although we were forced to change our schedule owing to the COVID-19 pandemic. We have also developed low-cost multi-GNSS receivers and a simulation tool to estimate tropospheric wet delays using a numerical weather model in order to evaluate the values obtained using the new radiometer.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

突発気象の予測や地殻変動の精密監視、火山活動の推移把握には大気中の水蒸気の時空変動把握が不可欠である。本研究では、これを高精度かつリアルタイムに検知可能な測器の開発を進めた。フィールド実証には一歩及ばなかったが、要の広帯域の信号を受信可能な受信機開発には成功し、これを要素技術とした実運用可能な測器の実現に大きく近づくことが出来た。また、この技術は電波天文学の分野にも多大な進展をもたらしうる可能性も示すことが出来、新たな科研費獲得にも繋がった。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 6 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results)

  • [Journal Article] Prior and Real-Time Estimations of Ground Motions, Tsunamis, and Other Geodynamic Hazards2020

    • Author(s)
      Kagawa Takao、Ohta Yusaku、Graduate School of Engineering, Tottori University 4-101 Koyamacho-Minami, Tottori, Tottori 680-8552, Japan、Graduate School of Science, Tohoku University, Miyagi, Japan
    • Journal Title

      Journal of Disaster Research

      Volume: 15 Issue: 2 Pages: 144-151

    • DOI

      10.20965/jdr.2020.p0144

    • NAID

      130007812361

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • Year and Date
      2020-03-20
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  • [Journal Article] Integrated Monitoring of Volcanic Ash and Forecasting at Sakurajima Volcano, Japan2019

    • Author(s)
      Iguchi Masato、Nakamichi Haruhisa、Tanaka Hiroshi、Ohta Yusaku、Shimizu Atsushi、Miki Daisuke
    • Journal Title

      Journal of Disaster Research

      Volume: 14 Issue: 5 Pages: 798-809

    • DOI

      10.20965/jdr.2019.p0798

    • NAID

      130007687217

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • Year and Date
      2019-08-01
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  • [Journal Article] Half-year Comparison of Precipitable Water Vapor Retrieved with Novel Ground-based Microwave Radiometer and GPS Receiver at Tsukuba and Numerical Weather Analysis Data2019

    • Author(s)
      ICHIKAWA Ryuichi, NAGASAKI Taketo, TAJIMA Osamu, TAKIGUCHI Hiroshi, and ARAKI Kentaro
    • Journal Title

      IVS 2018 General Meeting Proceedings

      Volume: - Pages: 247-250

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    • Author(s)
      S. Yasuda R. Ichikawa Y. Hanado S. Kawamura H. Hanado H. Iwai K. Namba Y. Okamoto K. Fukunaga T. Iguchi N. Shiga
    • Journal Title

      Radio Science

      Volume: - Issue: 7 Pages: 572-579

    • DOI

      10.1029/2018rs006770

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      Ichikawa Ryuichi、Nagasaki Taketo、Tajima Osamu、Takiguchi Hiroshi、Araki Kentaro、Tajiri Takuya
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      Proceedings of the 2019 International Technical Meeting of The Institute of Navigation

      Volume: 1 Pages: 660-664

    • DOI

      10.33012/2019.16716

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    • Author(s)
      Tanaka Yusuke、Ohta Yusaku、Miyazaki Shin'ichi
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 46 Issue: 3 Pages: 1367-1374

    • DOI

      10.1029/2018gl080741

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      市川 隆一・氏原秀樹・佐藤晋介・太田雄策・宮原伐折羅・宗包浩志・長崎岳人・田島治・荒木健太郎・田尻拓也・松島健・瀧口博士・松島喜雄・桃谷辰也・宇都宮健志
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      市川 隆一・氏原秀樹・佐藤晋介・太田雄策・宮原伐折羅・宗包浩志・小林知勝・長崎岳人・田島治・荒木健太郎・田尻拓也・松島健・瀧口博士・松島喜雄・桃谷辰也・宇都宮健志・関戸 衛・寺家孝明・小山友明・竹内央・今井裕
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      田中 優介・太田 雄策・宮崎 真一
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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