Development of a global and real-time monitoring method for electron density profiles of the lower ionosphere by using the VLF/LF wave propagation

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K06295
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Power engineering/Power conversion/Electric machinery
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: Ando Yoshiaki 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30323877)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 電磁界解析 / VLF/LF帯大地電離圏導波管伝搬

Outline of Final Research Achievements

A numerical consideration on a monitoring method of electron density profile in sub-ionospheric layer has been performed. A numerical method to model the VLF/LF earth-ionosphere waveguide propagation was developed. Then, an identification of electron density profile in the sub-ionosphere, which is based on the genetic algorithm, was developed. We verified a validity of our proposed method for the problem where an ionospheric perturbation exists 500km away from a transmitter and observation points are distributed over 1,000km X 100km, and confirmed that the method successfully works with sufficient precision.

Free Research Field

電磁界解析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

太陽フレアやコロナガス噴射によって地球周囲の電磁環境が擾乱を受け、様々なシステムへ影響を及ぼす。例えば送配電システムの停電、人工衛星の運用停止、無線通信の遮断などが報告されている。この地球周囲の電磁環境観測としては、人工衛星による宇宙天気予報などがあるが、安価で安定的な常時運用システムとしてVLF/LF帯の電磁波伝搬を見ることが候補として存在する。本研究は、どのようなVLF/LF電磁波観測システムを構成すべきなのかということに知見を与えるものである。