2023 Fiscal Year Annual Research Report
透水性き裂３次元分布推定フルポラリメトリックMIMOボアホールレーダと実証実験
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21K04969
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
海老原 聡 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (20301046)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ボアホールレーダ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は宮城県石越町にある石切場にてフィール実験を実施した。本研究で、前年度までに、ダイポールアンテナ(D)とループアンテナ(L)を合わせて、送受信用アンテナに各６素子をもつボアホールレーダゾンデを開発していた。これを用いて、深度５ｍ～１５ｍの範囲でアレー計測を実施した。その結果、既にボアホールスキャナーで確認されていたき裂からの反射波を測定することに成功した。なお、き裂の他、地下水面からの反射波を測定できた。アンテナの組合せは、例えば、ダイポール送信でループ受信の場合は D-L と表せば、D-D、D-L、L-D、L-L の４つの組合せがあり、これらすべてを測定できると散乱行列を構成する４つのデータが取得できることになる。本実験では、このようなデータが周波数帯域 100～500 MHz の広帯域で測定できた。このデータを解析したところ、き裂からの反射波は平面スラブからの反射波に近い特性が得られることがわかった。
研究期間を通じての成果を列挙すると、１）送受信にアレー化したMIMO型のボアホールレーダを開発した。２）本レーダは２種類のアンテナをアレー配列することで、電磁波の到来方向だけでなく、電磁波の振動方向（偏波）を推定することができることが大学構内実験場での実験で明らかになった。３）岩石中のき裂計測として、福井県中竜鉱山内での実験、宮城県石越町での実験を実施した。４）これらの実験場では、岩石中の断層破砕帯、単一のき裂および鉱脈からの反射波を取得することができた。５）この反射波は散乱行列を構成するに必要な４通りのデータを取得できた。６）この散乱行列データを解析することで、物体の３次元位置だけでなく、形状に関する情報を取得することができた。
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