ランダム媒質中の導体標的イメージング法の開発に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12305027
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 立居場 光生 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 教授 (40037924)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松岡 剛志 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (40325551) ; 石田 健一 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助手 (00294885) ; 藤崎 清孝 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (20253487) ; 孟 志奇 福岡大学, 工学部, 講師
• Keywords: ランダム媒質 / レーダ断面積 / 散乱特性 / 標的探知 / 電磁波探査 / 多重散乱 / 輸送方程式

Research Abstract

平成12年度は次の2つの課題に取り組む計画を立てた。
1.乱流媒質及び多数の粒子分布媒質中の任意形状(凹状を含む)導体のレーダ断面積の特徴解明
2.多数の粒子からなるランダム媒質の散乱断面積の算定
課題1に対しては、凹凸断面をもつ導体柱が乱流媒質に囲まれている場合に、その導体柱のレーダ断面積が正確に数値的に算定できることを示した。特にH波入射では自由空間に比べてレーダ断面積に異常な強調が生じることを見出し、その強調の機構を自由空間中の同じ導体によるビーム波散乱と比較して説明できることを示した。また、モノスタティックなレーダ断面積に限らず、バイスタティックレーダ断面積の算定を導体円柱に対して行い、この断面積の特徴を数値的に示すことに成功した。更に、2つの独立な波を入射させた場合、散乱波間の相関係数は媒質にのみ依存し、物体の形状には無関係であることを数値的に実証した。千個以上の誘電体粒子による散乱の正確な数値解析を可能にするため、計算量とメモリ量を考慮した計算アルゴリズムの研究調査を終え、具体的に数値実験を開始している。
課題2に対しては、我々が開発した多重散乱理論に基づきベクトル放射輸送方程式の散乱係数と減衰係数を定め、従来の手法による算定係数との比較して、その違いと本結果の有用性を明らかにした。更に、方程式の数値解析により多数の水滴の集まりであるランダム媒質の散乱断面積の算定し、土中の水分含有率のマイクロ波リモートセンシングへの新たな知見を与えた。最近の材料科学の進展を考慮して、キラル粒子が多数分布したランダム媒質の電気・磁気特性を算定できるように基礎的な準備も開始している。
以上の結果は国内外の学術論文誌で一部公表されており、平成13年度に開催予定の2つの国際会議と国内学術誌に招待論文として一部紹介されよう。当初予定された課題はほぼ順調に解決された。

Research Products

• [Publications] H.El Ocla et al.: "Analysis of backscattering from concave-convex targets in random media for H-wave incidence"電気学会電磁界理論研究会資料. 7-11-(EMT-00-42) (2000)
• [Publications] H.El Ocla et al.: "Backscattering enhancement in radar cross-section for concave-convex targets in random media"Proceedings of 2000 International Geoscience and Remote Sensing Symposium. 4. 1720-1722 (2000)
• [Publications] Z.Q.Meng et al.: "Bistatic cross-sections of conducting circular cylinders embedded in continuous random media"Proceedings of the 2000 International symposium on antennas and propagation. 2. 851-854 (2000)
• [Publications] T.Matsuoka et al.: "Numerical analysis of the EM scattered power by a layer of random medium for application to water detection of moist soil"Proceedings of the 2000 International symposium on antennas and propagation. 2. 855-858 (2000)
• [Publications] Y.Nanbu et al.: "Analysis of the effective medium parameters of a medium containing randomly distributed chiral particles"Proceedings of the 2000 International symposium on antennas and propagation. 2. 859-862 (2000)
• [Publications] H.El Ocla et al.: "Backscattering enhancement for complex concave-convex targets in random media for H-wave incidence"Proceedings of the 2000 International symposium on antennas and propagation. 4. 1673-1676 (2000)
• [Publications] H.El Ocla et al.: "Angular correlation function of waves scattered from conducting targets in random media"Research Reports on Information Science and Electrical Engineering of Kyushu University. 5・2. 187-192 (2000)
• [Publications] 中嶋徳正 他: "2次元電磁波散乱問題の数値計算…高速多重極法の適用…"電気学会電磁界理論研究会資料. 53-58-EMT-00-55 (2000)
• [Publications] 松岡剛志 他: "輸送方程式を用いた土中束縛水による散乱の解析"電気学会電磁界理論研究会資料. 55-60-EMT-00-92 (2000)
• [Publications] 孟志奇 他: "ランダク媒質中導体円柱のバイスタティック断面積:散乱波の空間コヒーレンス長の影響について"電気学会電磁界理論研究会資料. 61-66-EMT-00-93 (2000)
• [Publications] 南部幸久 他: "多数の高誘電率キラル球からなるランダム媒質の等価伝搬定数"電気学会電磁界理論研究会資料. 67-72-EMT-00-94 (2000)
• [Publications] 平本美智代 他: "キラル球からなるランダム媒質の準結晶近似による等価伝搬定数の算定"電気学会電磁界理論研究会資料. 73-78-EMT-00-95 (2000)
• [Publications] Z.Q.Meng et al.: "Bistatic cross-sections of conducting circular cylinders in random media effect of spatial coherence length of scattered wave"Proceedings of 3rd Asia-Pacific Engineering research forum on microwaves and electromagnetic theory. 125-130 (2000)
• [Publications] Z.Q.Meng et al.: "Bistatic cross-sections of a conducting circular cylinder embedded in random media-with special reference to spatial coherence lengths of scattered waves"Proceedings of the 2000 Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory. 111-114 (2000)
• [Publications] H.El Ocla et al.: "Analysis of backscattering from concave-convex targets in random media for H-wave incidence"Proceedings of the 2000 Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory. 139-142 (2000)
• [Publications] Y.Nanbu et al.: "Numerical analysis of the effective constitutive parameters of a random medium containing spherical chiral particles"Proceedings of the 2000 Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory. 143-146 (2000)
• [Publications] M.Tateiba: "Random Media in Remote Sensing"Proceedings of the 2000 Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory. 115-118 (2000)
• [Publications] T.Matsuoka et al.: "Comparison of scattered power from a layer with randomly distributed lossy spheres of high dielectric constant by using radiative transfer theory"IEICE Transactions on Electronics. E83-C・12. 1803-1808 (2000)
• [Publications] Z.Q.Meng et al.: "Numerical analysis of bistatic cross-sections of conducting circular cylinders embedded in continuous random media"IEICE Transactions on Electronics. E83-C・12. 1814-1819 (2000)
• [Publications] 松岡剛志 他: "2層誘電体球からなる離散的ランダム媒質層による電磁波の散乱解析"電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会技術報告. 100・583. 137-142 (2001)
• [Publications] 南部幸久 他: "粗に分布したキラル球からなるランダム媒質の等価伝搬定数"電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会技術報告. 100・583. 143-150 (2001)
• [Publications] H.El Ocla et al.: "Strong backscattering enhancement for partially convex targets in random media"Waves in Random media. 11・1. 21-32 (2001)
• [Publications] H.El Ocla et al.: "Numerical Analysis of Backscattering from Concave-Convex Targets in Continuous Random Media for Linear and Circular Polarization Incidences"Proceedings of 2001 URSI International Symposimu on Electromagnetic Theory. 2001年5月発表予定. (2001)
• [Publications] Z.Q.Meng et al.: "Bistatic cross-section of a conducting circular cylinder in a continuous random medium"Proceedings of 2001 URSI International Symposimu on Electromagnetic Theory. 2001年5月発表予定. (2001)
• [Publications] Y.Nanbu et al.: "The effective properties of a medium containing randomly distributed chiral spheres"Proceedings of 2001 URSI International Symposimu on Electromagnetic Theory. 2001年5月発表予定. (2001)