2019 Fiscal Year Research-status Report
高い高度分解能を持つロケットGPSトモグラフィ技術の実証実験
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16K18126
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
芦原 佑樹 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (50511557)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 超高層大気 / 電離圏 / 電子密度 / GNSS-TEC / 観測ロケット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高い分解能を持つ電離圏電子密度の空間分布観測手法を開発することを目的としている。地上でのGNSS-TECで得られるのは電波伝搬経路上の全電子数であるため、電子密度の高度分布はわからないの対して、本研究で提案するロケットGNSS-TEC法では、観測ロケット飛翔中に連続的に観測を行い、GNSS衛星と直線状に位置する２点のTEC値の差分を求めることで、電離圏下部の電子数を取り出すことができるというものである。
本年度は、前年度に引き続き、観測ロケットに搭載するGNSS-TEC受信システムの検討を行った。観測ロケットは飛翔中の姿勢を安定させる目的で、1～2Hz程度のゆっくりとした速度の回転運動が与えられる。GNSS衛星の電波は天頂方向から到来するため、ロケット構体側面に単一の受信アンテナを設置した場合には、アンテナがロケット機体の影に入って受信できない時間が生じる。これに対応するため、全方位連続受信できるアンテナシステムが必要である。全方位連続受信できるアンテナについて調査を行ったところ、コンフォーマルアンテナ（腹巻型）が候補となることがわかった。海外から周波数が異なる縮小スケールのサンプルを取り寄せて評価を行った。良好な結果が得られたが、非常に高額になることために、本研究に用いることは現状では難しいと判断した。コンフォーマルアンテナの構造は、湾曲した誘電体上に構成したプリントアンテナであり、プリントパターンは複数のプリントパッチアンテナとプリントパターン上に構成された合波機から構成されていることがわかった。来年度は、この構造に倣い、複数のパッチアンテナと合波機により、低廉なアンテナシステムを構築し、性能評価を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
検討したアンテナシステムは、所望の性能を得られたものの、海外での再設計費用が高額になることがわかった。そのため、検討したコンフォーマルアンテナに倣った低廉なアンテナシステムを再検討する。
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| Strategy for Future Research Activity |
全方位連続受信できるアンテナシステムとして、複数のパッチアンテナと合波機からなるアンテナシステムを検討する．新たなアンテナシステムを構築し、地上モデルを用いて回転追尾試験を行う。
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| Causes of Carryover |
採用を予定していたコンフォーマルアンテナの性能試験は予定通り行い、期待通りの性能が得られた。しかしながら、メーカーとの交渉過程で金額の折り合いがつかず、研究方針を変更する必要が生じた。
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