2021 Fiscal Year Annual Research Report
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21H01592
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
牛尾 知雄 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50332961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北原 大地 立命館大学, 情報理工学部, 助教 (20802094)
黒田 大貴 立命館大学, 情報理工学部, 助教 (20868731)
楠 研一 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 室長 (40354485)
菊池 博史 電気通信大学, 宇宙・電磁環境研究センター, 助教 (40783105)
吉川 栄一 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (70619395)
和田 有希 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40879144)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 気象レーダ / フェーズドアレイ / 圧縮センシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェーズドアレイ気象レーダのデジタルビームフォーミング技術によるイメージングにおいて，通常，フーリエ変換に基づく，ビーム形成が用いられる．これが，レーダの空間分解能を規定し，通常，形成した所望方向から-3dBの点でレーダの空間分解能としている．この手法に対して，本研究では，気象レーダのような分散型ターゲットでは，ドップラー領域においてスペクトルが，風速によって移動する雨粒のレーダからの視線方向の風速付近に局在する性質を利用して，圧縮センシング技術を適用する手法を検討した．
数値シミュレーションおよび実測データに基づく検討を行い，その有効性を検証した．これまでのビームフォーミング手法に比して，提案手法では少ないパルス数で，これまでの手法と同等の精度が得られることがわかった．さらに，ペリオドグラムは，提案手法において狭線化することが確認され，これは空間分解能が向上していることが示している．
しかしながら，一方で，計算時間が必要なことから，提案手法はオフライン処理に向いていることも同時に示された．
また，実測データにおいても空間解像度の向上が確認され，本手法の有効性が示された．
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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
ドップラー領域における局在化というスパース性に着目し，想定通りの空間解像度の向上が示されたことは本研究が順調に進捗していることを示している．一方で，計算時間を要するなど改善点もあり，結果，概ね順調に進展していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，レーダ画像に基づいた圧縮センシング手法の適用可能性について検討を行う．これは，MRI等において用いられている圧縮センシングの方法に着想を得て，より情報量の多いレーダ画像に対して適用することを想定しており，その手法の確立と利点と欠点を明らかにしていきたい．
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Research Products
(3 results)
