2014 Fiscal Year Annual Research Report
チャープマイクロ波変調近赤外レーザを用いた合成開口イメージングの研究
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26289126
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
間瀬 淳 福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (00023325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近木 祐一郎 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (10398109)
伊藤 直樹(伊藤直樹) 宇部工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (50604849)
犬竹 正明 東北大学, 電気通信研究所, その他 (90023738) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | レーザ応用合成開口レーダ / マイクロ波 / 光無線融合技術 / イメージング / リモートセンシング / 防災 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度の課題は、「チャープマイクロ波変調レーザレーダの開発」および「スポットライト方式合成開口レーダシステムの構築」に分類される。下記１、２が前者、３～５が後者に対応する。
１．広帯域マイクロ波変調近赤外レーザレーダの確立を進めた。送受信光学系として大口径（20mm）のファイバーコリメータを使用し、サーキュレータにより送受信を１体化したモノスタティック方式、両者を分離したバイスタティック方式に対して、周波数掃引形レーダとして空間分解 ～1cm となることを検証した。
２．遠距離の測定対象に対しては反射波が微弱となるため、受信側初段に低雑音ファイバーアンプを用い、第二アンプとの間に狭帯域フィルタ（バンド幅 1nm）を挿入することにより、信号対雑音（SN）比の改善を図った。
３．入射光を二次元掃引して得られる反射波信号を合成開口処理とイメージング解析の実現。掃引の手法として、ガルバノスキャニング型回転ミラー（応答速度 200 ms、±20度の二次元掃引）、GPS-慣性センサ付ジンバル制御装置（-25度～+20度、40度/秒）の二通りについて設計・製作を進めた。
４．合成開口イメージングのため、レーザの振幅変調を 0.05-18 GHzチャープ信号で行い、反射波信号を同周波数帯域で処理、その振幅・位相情報を二次元フーリエ変換解析し画像化する。変調用高精度チャープ信号として、ベクトルネットワークアナライザのポート１出力を使用、広帯域光ディテクタで復調されたマイクロ波成分をポート２に入力して S21（透過波）データを取得するシステムを構築した。
５．実験室内に設置した種々の物体（距離5-10m）に対して合成開口イメージングの検証実験を進めた。位相変化の測定よりレンジ方向の空間分解～1 mm以下を検証した。アジマス方向では、被測定物体を二次元掃引することにより振幅・位相信号の同時測定を実現した。
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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
１．マイクロ波変調レーザ発振器、ファイバーアンプ、およびバンドパスフィルタを組み合わせたSN比の良い送信・受信装置の製作、および機械的にも安定し良好な再現性を有するレーダ光学系の設計・製作が進められ、基本的なシステムの確立を図ることができた。
２．周波数 50MHz～18GHzを有するベクトルネットワークアナライザを整備することにより、変調用チャープマイクロ波信号の発生、および反射波の振幅・位相データの取得が実現し、画像データ解析に取りかかることができた。
３．送信ビームの二次元掃引のための主要装置である、回転ミラーおよびGPS慣性センサ付ジンバル制御装置の設計製作を遂行した。回転ミラーは納入済、ジンバル制御装置は今年度初期（平成27年5月）に納入予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度以後の研究目標は、本レーザレーダシステムを用いた合成開口イメージングの実証実験であり、以下の手順で推進する。
１．実験室内の物体を対象した検証実験を行う。測定対象を二次元掃引する方式、回転ミラーを用いて送信ビームを二次元掃引する方式の両者について試験する。
２．ジンバル制御装置の納入後、同装置を用いたレーダ運転制御ソフトの製作、および画像処理ソフトの製作を進める。
３．全システムを用い、屋外フィールド試験を実現する。遠距離測定、および屋外試験に適合する送受信レーダ光学系の改良は適宜進めていく。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、ジンバル制御装置（発注名ーアンテナ自動追尾雲台）が大半を占めている。本装置は、平成26年12月様々な検討作業の後設計が終了し、業者の選定および製作発注が平成27年1月に行われた。仕様条件の詳細検討、ハードおよびソフトの連携もあり、完成予定年月が年度をまたぐことになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在仕様の確認・検査中であり、平成27年5月納品予定となっている。装置が納品された後、同システムの運転と同時に制御ソフトの製作を並行して進めていく。
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] Construction of Microwave Imaging Interferometer System for Divertor Simulation Experiments in GAMMA 10/PDX2014
Author(s)
J. Kohagura, S. Kanno, M. Yoshikawa, X. Wang, Y. Shima, M. Chikatsu, K. Oki, R. Nohara, M. Sakamoto, Y. Nakashima, T. Imai, M. Ichimura, D. Kuwahara, Y. Nagayama, A. Mase
Organizer
Plasma Conference 2014 (PLASMA 2014)
Place of Presentation
朱鷺メッセ、新潟市
Year and Date
2014-11-18 – 2014-11-21
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[Presentation] A novel frequency-multiplied interferometer system with 1-D Horn-Antenna Mixer Array in the GAMMA 10/PDX end divertor module2014
Author(s)
X. Wang, S. Kanno, J. Kohagura, M. Yoshikawa, Y. Shima, Y. Nakashima, M. Sakamoto, K. Oki, T. Imai, M. Ichimura, Y. Nagayama, D. Kuwahara A. Mase
Organizer
The 10th International Conference on Open Magnetic Systems for Plasma Confinement (OS2014)
Place of Presentation
Daejeon, Korea
Year and Date
2014-08-26 – 2014-08-29
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