2018 Fiscal Year Research-status Report
ハイブリッド簡易高速電磁界計算による電磁波可視化と実証実験による民間航空解析支援
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16K18072
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
本田 純一 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 研究員 (10643348)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 航空機監視 / 電子航法 / 電波伝搬 / レイトレーシング法 / 信号数 / ハイブリッド計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、電磁界解析手法を組み合わせたハイブリッド簡易計算手法を開発し、航空分野の各種電波問題へ応用することにある。三年目は、これまで開発したプログラムの拡張と実験を行った。
基本的なプログラムの構造には、航空分野への適用を目指し広域の計算を可能とするためレイトレーシング法を基本として、その上に物理工学近似や一様幾何光学回折理論を応用する形とし、複雑な構造体についてはPCの計算の許す範囲内においてFDTD法を採用する方向で検討を進めた。それぞれの精度確認と結合部分に課題があるため一つの形とするにはまだ時間を要する。
開発手法の応用としては、これまで同様に計器着陸システム（ILS）の電波干渉とした。航空機に正しい着陸コースからの水平方向の誤差を知らせるローカライザー（LOC）及び高さ方向の誤差を知らせるグライドスロープ（GS）の二つに対して、複数の構造物や複雑な地形上の計算ができるようにプログラムを改良した。国内のILS解析ソフトウェアについては上記の計算に対応できないため新規性があるといえる。一方海外ソフトウェアでは複数構造物への適用及びGSのアンテナ前方に変化する二次元地形への応用はあるものの三次元的に変化する地形への応用は見られないため、その部分にも新規性があるといえる。また、上記拡張に併せ多重反射・多重回折を考慮できるよう改良した。回折波については反射波の一部として一度に計算できる仕組みを採用し、計算時間をこれまでより削減することができた。
実験関連としては、実環境下におけるILS信号の測定、電波無響室でのバイスタティックレーダ断面積の測定、空港内マルチパス環境下におけるマルチラテレーションの信号検出率、1090MHz帯の信号統計について実験システムの構築とデータ解析を実施した。成果の一部は国際学会で発表した。今後、データ取りまとめと計算結果との比較を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度の後半から今後の対外連携の強化および新しい研究テーマの発掘を目標に海外で研究を開始した。その準備や海外で実施する作業のため、十分な研究時間を得ることが難しかった。そのためやや作業は遅れている傾向にあり、本滞在に合わせて研究期間を１年延長することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで同様にプログラムの開発を継続する。同時に航空分野への各種問題に対して応用を図る予定である。具体的には、マルチパス環境下におけるILS信号干渉、レーダ断面積などである。特に三年度までに実施した実験や所内の他の研究データを用いて解析対象のデータがそろってきている状況にある。そこで、計算精度の検証のために実験結果との比較を行う予定である。また得られた実験結果から空港内の伝搬環境などの特徴についても取りまとめる方向としている。
プログラムの開発に当たってはこれまで開発したプログラムの改良をメインで考えている。先に述べたようにレイトレーシング法（RTM）で伝搬経路を探索し、その上に物理工学近似（PO）や一様幾何光学回折理論（UTD）を応用する形である。障害物の影領域についてはPOの精度劣化が懸念されるため、RTMによる経路探索で送受信点の関係性をおおざっぱに算出した後、影領域についてはUTDを活用する方向である。一方、高周波近似解法に位置づけられる上記手法では波長以下の物体の取り扱いができないので、そのような場合には例外的にFDTDを用いるといった工夫を入れるよう検討している。そのためのプログラムの実装・組み合わせを試みている段階である。これらの個別の計算結果もしくは組み合わせで得られた計算結果に対して、実験で得られたデータや市販のソフトウェアとの比較を行い、開発したアルゴリズムの精度検証を行う予定としている。
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Research Products
(9 results)
