2021 Fiscal Year Research-status Report
Hardware development of high resolution sensing system using antenna technology
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20K04486
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
福迫 武 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90295121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久世 竜司 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (40808929)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | センサーアンテナ / アレーアンテナ / 圧縮センシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，おもに(1)メタ表面を用いた高分解能処理，および(2)地中レーダを目的とした地中電波伝搬計測およびシミュレーションと行った．
(1)に関しては，信号処理的なアプローチであるが，圧縮センシングに基づくアルゴリズムを工夫し、推定性能を向上させる手法も検討しているが，今回はハードウェアを工夫することでさらなる性能向上の可能性を探った。アレイ信号処理では、一般的にアンテナで直接受信される信号のみを用いるが、直接波と反射板による反射波を利用したシステムの高性能化の可能性に着目した．本研究では完全導体の反射板を用いてパス数の増加により、1 素子での推定を可能にする手法と、メタ表面反射板の入射角によって反射位相が異なるという特徴を用いて推定を行う手法の 2 つを提案した。完全導体を用いる手法は電磁界シミュレーションにより有効性を示した。
(2)に関しては，地中内の電波伝搬に関する測定をVHF帯の電波を用いて測定した．具体的には，直径15cm，深さ6m程度の穴を地中に掘り，その中にアンテナを入れて電波を送信し，地上で受信した．地中に穴をあけることで地下水が発生するが，その中にアンテナを入れ込んだ場合が，その結果，受信電波の強度は地上に比べて減衰がはげしいものの，地上において電波が受信でき，地中における電波伝搬の可能性が確認できた．これにより地中にアンテナを埋設することで，深い位置にある埋設物や水脈等の探査の可能性が確認できた．また，この伝搬の様子は，九州大学のスーパーコンピュータシステム（ITO）を使用したFDTD法による解析で妥当な結果を得ることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定通りにシミュレーションや実験を行うことができた．今年度は基礎検討の段階という計画であるが，次年度の研究につながる結果を得ることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
高分解能なアルゴリズムを完成させるとともに，実験系についても完成させる．以上の組み合わせで，高分解能な探査システムの概念を完成させ，試作を目指す．具体的には周波数に応じたアンテナの作成，求められた分解能に応じたシミュレーション，および測定系の試作を目指す．
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| Causes of Carryover |
購入予定の物品の納品が当該年度中に間に合わなかったため．
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Research Products
(1 results)
