2020 Fiscal Year Annual Research Report
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18H01444
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
藤井 智史 琉球大学, 工学部, 教授 (30359004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 寛喜 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20251788)
宇野 亨 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80176718)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 海洋レーダ / 多偏波利用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
短波海洋レーダの多用途（マルチユース）化に向けて、垂直偏波に加えて水平偏波を送受信する二偏波レーダを開発し、レーダ信号処理技術の高度化を図ることを目的としている。
そのために用いる二偏波レーダのプロトタイプを24.515MHz帯で新規に設計製作した。これには、クロス八木アンテナを送受信アンテナに用い、受信には8素子を使ってアレイアンテナを構成し、新潟大学工学部屋上に設置した。レーダ送受信部には受信プリアンプとバンドパスフィルタで構成したヘッドエンドと、高速DA/ADコンバータを付加したFPGAに、送信信号発生部と受信ディジタルフィルタおよびデシメーションによるバースバンド復調部を実装した。受信部については、水平垂直両偏波受信用の2系統のFPGA間を同期することで8チャネル×2の全16チャネル同時受信を可能にした。加えて、レーダシミュレータをFPGA上に構築し、レーダ開発に供した。
短波電波の遠距離での散乱特性をシミュレートするために全領域にわたって電磁界を計算すると計算コストが大きいため、解析領域をアンテナ部分と波浪部分の2つに分け、その領域表面上の等価電磁流をFDTD法で計算する手法を考案した。また、海面波浪での散乱計算には、波浪の移動速度が光速に比べて極めて遅いことを用い、送信パルス継続時間ごとに電磁界を接続することで計算時間短縮を図ったアルゴリズムを開発した。
これらの電磁界シミュレーションとの比較を含め、プロトタイプレーダから得られるデータの解析と信号処理法の検討を行った。まず、船舶や航空機のエコーをAISおよびADS-Bなどで得られる位置情報を用いて、アレイを構成する受信チャネルの複素振幅特性の校正方法を検討した。水平偏波と垂直偏波での複素受信信号からドップラスペクトルを計算し、海面波浪での散乱波ならびに船舶、航空機のエコーの二偏波同時受信と解析を可能にした。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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