2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K04496
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
陳 強 東北大学, 工学研究科, 教授 (30261580)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 弘康 東北大学, 工学研究科, 助教 (20302234)
今野 佳祐 東北大学, 工学研究科, 准教授 (20633374)
石井 望 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50232236)
高橋 応明 千葉大学, フロンティア医工学センター, 准教授 (70267342)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アンテナ / 電波伝搬 / 損失媒質 / 海水 / 海中伝搬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、(a)海中アンテナ設計法の確立、(b)海中電波即位法の確立、及び(c)擬似スケールモデルによるアンテナ設計・測定法 の三つのサブテーマで実施しており、各テーマの実績概要は以下の通りである。
(a)海水のような高損失媒質における使用に適したアンテナの設計法を確立する目的で、既に提案したハーフシース型ダイポールアンテナ(HDSA)およびシース型ループアンテナ(SLA)の偏波に対する伝搬特性および受信電力特性について実験的に検討した。その結果、伝搬特性に関する偏波依存性はHDSAがSLAよりも大きいものの、受信電力特性について両者の差は小さいことが明らかとなった。
(b)位置推定について、機械学習を用いたアルゴリズムの検討を引き続き行ない、受信電力強度の低いエリアにおいて、推定精度が劣化する問題について詳細な検討を行った。その結果、優位性が同じ複数の推定候補が存在することに因って、位置推定精度が劣化していることが判明した。受信アンテナの角度特性の改善や配置の工夫で改善できる目処がたった。
(c)実寸モデルに対する疑似スケールモデルを想定し、疑似スケールモデルにおける電界分布を実験的に確認するための、部分シース付ダイポールアンテナ間の伝送特性のプロトタイプ三次元計測測定系を構築した。海面近くに設置された波源による近傍電界プロファイルを測定し、構築した測定系の問題点を洗い出し、不平衡電流の抑制について対策を行った。
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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
(a)海表面近傍に置かれた海中アンテナについて、偏波に対する伝搬特性および受信電力特性が明らかとなった。
(b)位置推定について、所望の推定精度は満たしている。また、論文などの外部発表も想定より多くなった。
(c)疑似スケールモデル実験系を拡張し、疑似スケールモデルにおける近傍電界の三次元分布を測定可能とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
(a)シース型アンテナの基本特性が理論・実験の両面から明らかになっており、この基本特性を利用した海中アンテナの応用例として、生簀内における魚群の生育判定に応用することを検討する。特に魚群の充填率に応じて変化する導電電流とアンテナ特性の関係を明らかにする。
(b)位置推定について、推定精度の劣化原因が、受信アンテナの角度特性が大きな原因であることが判明したため、角度特性を改善する受信アンテナの開発、受信電力強度を確保するように、受信アンテナの配置数を増加または、配置位置の工夫などの改善策を検討していく。
(c)開発したプロトタイプ三次元計測測定系で、送受ダイポールアンテナの向きを何通りかに設定し、その間の伝送特性を測定することにより、疑似スケールモデルにおける海面近くに設置された電磁波源による電磁界プロファイルについて検討する。さらに、同時開発中の位置推定アルゴリズムを適用し、実験室レベルでの実測による位置推定の評価を試みる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染防止対策のため、予定していた国内、国外の学会発表に伴う旅費と一部の実験に伴う設備費の支出ができなくなったため、次年度使用額が発生した。今後、在宅勤務、オンライン研究も対応できるように、電磁界シミュレーションによる研究を強化するため、電磁界シミュレーターの購入などに研究費を使用する予定である。
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