2021 Fiscal Year Research-status Report
Research on millimeter-wave multiple-input and multiple-output radar technology for next-generation helicopter forward-looking obstacle detection sensors
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20K04931
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
二ッ森 俊一 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 主幹研究員 (20551211)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ミリ波 / レーダ / FDTD数値解析 / 航空機 / MIMO / 送電線 / RCS / 偏波特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヘリコプタ等の航空機に搭載し，小型平面アンテナ構造かつ線状障害物を高頻度で検出可能な性能を有するミリ波レーダを，MIMO（Multiple-Input and
Multiple-Output）レーダ技術に基づいて実現するための研究開発を実施した．令和3年度は主として，高圧送電線等の線状障害物探知に適したミリ波平面アンテナ素子の設計,アンテナアレイ配置法およびアレイ数評価，およびMIMO信号処理回路の構築を実施した．
具体的には下記の通りである．
1. ミリ波平面アンテナをFDTD法（Finite-difference time-domain method）数値解析を用いて設計した。ここでは，多素子化によるアンテナ高利得化を目指し，方位角照射範囲は広角特性のまま，仰角照射範囲を狭するファンビーム特性を有する，MIMOレーダに適した放射特性を検討した.
2. 上記において設計したアンテナを基本素子として，アンテナアレイ配置法およびアレイ数評価を実施した.複数素子を有するミリ波平面アレイアンテナを設計・試作し，電波暗室内において測定評価を実施した。アレイ数増加に伴う，仰角放射指向特性の鋭角化と最大利得低下の課題を測定結果から明らかにした．
3. 複数の送受信アンテナを有するミリ波レーダに適用するMIMO信号処理回路を構築した.既存COTS製品を用いることで低コストに所望機能を有する信号処理回路を実現した.
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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
研究概要に記載したとおり，高圧送電線等の線状障害物探知に適したミリ波平面アンテナ素子の設計,FDTD数値解析および試作測定に基づくアンテナアレイ配置法およびアレイ数評価，およびMIMO信号処理回路の構築を実施し，当初の研究計画に沿った形で進捗している．
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 令和2年度、3年度の研究成果を踏まえ，76 GHz帯ミリ波MIMOレーダ実験系の構築を行う.
2. 上記において構築した76 GHz帯ミリ波MIMOレーダ実験系を用い，電波暗室におけるミリ波MIMOレーダ技術評価を実施する.
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| Causes of Carryover |
物品費の次年度使用額が生じた理由は，アンテナ回路等のレーダ要素回路の試作設計を1回に留め、2回目以降の試作設計を次年度に繰り越したためである．また，旅費に次年度使用額が生じた理由は，新型コロナウィルスの影響により，参加予定学会が中止もしくはオンライン開催となったためである．翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画については，物品費については，評価用ミリ波レーダ回路の構築に使用する予定である．また，旅費についても学会発表および資料収集等に使用する予定である.
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