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次世代ヘリコプタ前方障害物探知センサに適用するミリ波MIMOレーダ要素技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04931
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

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, 上席研究員 (20551211)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードミリ波レーダ / 高圧送電線 / 線状障害物 / 平面アンテナ / レーダ断面積 / ブラッグ散乱 / FDTD解析 / 76GHz / ミリ波 / レーダ / FDTD数値解析 / 航空機 / MIMO / 送電線 / RCS / 偏波特性 / ヘリコプタ / 前方監視 / アンテナ
研究開始時の研究の概要

将来のミリ波レーダ技術の適用範囲として,現在自動車分野では衝突防止技術を中心に,積極的に研究開発が実施され,実用化が進んでいる.一方,航空分野では未だ実用化は進んでいない.本研究は,次世代ヘリコプタの前方障害物探知用ミリ波レーダに適用可能な,ミリ波MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)レーダ技術の要素技術開発を目的とする.自動車用途と同程度の小送信電力で,遠方送電線等の低レーダ反射断面積の対象物を,高頻度で探知可能なミリ波MIMOレーダについて研究を行う.

研究成果の概要

代表的なヘリコプタ前方障害物である高圧送電線について、実測に基づく詳細なRCS特性評価を実施し、送電線探知に適した送受信偏波を明らかにした。また、ミリ波平面アンテナ素子の基本設計および試作評価を実施し、ミリ波平面アンテナ素子の実現可能性を明らかにした。さらに、高圧送電線探知に必要な所要特性分析を実施した上で、信号処理回路の構築を実施し、COTS製品を用いた76 GHz帯ミリ波MIMOレーダ実験系構築および試験評価を電波暗室内で実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、航空機前方障害物となる高圧送電線等の線状構造物の検出に適したアンテナ特性および小型平面アンテナ構造を理論解析と測定の両面で検討し、高速移動体の前方障害物探知に利用可能な技術の確立に資することができる。これらは、ミリ波帯において小送信電力レーダを用いた障害物の長距離・高頻度探知法確立のためのキー技術となり得ることから、航空分野のみならず、広範な応用分野において有効なレーダ技術となることが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Bragg Scattering Characteristic Evaluation of Thin High-Voltage Power Lines Using Low Transmitting Power Helicopter Forward-Looking 76 GHz Millimeter-Wave Radar2023

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Futatsumori, Norihiko Miyazaki
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 International Symposium on Antenna and Propagation

      巻: 1 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Research Progress of Helicopter Forward-Looking Obstacle Detection System Based on Low-Transmitting Power 76 GHz Millimeter-Wave Radar -Overview of the recent flight experiments and the ground detection test-2023

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Futatsumori
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 International Conference on Space, Aeronautical and Navigational Electronics

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dielectric Material Constant Sensitivity Analysis of 3D-Printed W-Band Reflector Fresnel Lens Antenna Based on Acrylonitrile Butadiene Styrene2023

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Futatsumori
    • 雑誌名

      Proceedings of 2023 International Applied Computational Electromagnetics Society

      巻: 1 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヘリコプタ前方障害物監視用76 GHz小電力ミリ波レーダにおけるレドーム影響評価 -レドームによる探知性能劣化影響評価のための地上試験-2022

    • 著者名/発表者名
      二ッ森 俊一, 宮崎 則彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 1 ページ: 35-39

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ミリ波を用いたヘリコプタ障害物監視支援技術2022

    • 著者名/発表者名
      二ッ森 俊一
    • 雑誌名

      電子航法研究所リーフレット

      巻: 1 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 76 GHz帯ミリ波レーダ用多素子平面アレイアンテナの設計および試作評価2022

    • 著者名/発表者名
      二ッ森俊一,宮崎則彦
    • 雑誌名

      2022年電子情報通信学会総合大会通信講演論文集

      巻: 1 ページ: 227-227

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ヘリコプタ前方障害物監視用76 GHz小電力ミリ波レーダを用いた小線径高圧送電線からの反射電力測定-実環境におけるBragg散乱等の反射特性評価-2021

    • 著者名/発表者名
      二ッ森俊一,宮崎則彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 120 ページ: 19-24

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Bragg Scattering Characteristic Evaluation of Thin High-Voltage Power Lines Using Low Transmitting Power Helicopter Forward-Looking 76 GHz Millimeter-Wave Radar2023

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Futatsumori, Norihiko Miyazaki
    • 学会等名
      2023 International Symposium on Antenna and Propagation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research Progress of Helicopter Forward-Looking Obstacle Detection System Based on Low-Transmitting Power 76 GHz Millimeter-Wave Radar -Overview of the recent flight experiments and the ground detection test-2023

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Futatsumori
    • 学会等名
      2023 International Conference on Space, Aeronautical and Navigational Electronics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dielectric Material Constant Sensitivity Analysis of 3D-Printed W-Band Reflector Fresnel Lens Antenna Based on Acrylonitrile Butadiene Styrene2023

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Futatsumori
    • 学会等名
      2023 International Applied Computational Electromagnetics Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘリコプタ前方障害物監視用76 GHz小電力ミリ波レーダにおけるレドーム影響評価 -レドームによる探知性能劣化影響評価のための地上試験-2022

    • 著者名/発表者名
      二ッ森俊一,宮崎則彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会宇宙・航行エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリコプタ周辺障害物探知支援のための ミリ波レーダの活用2022

    • 著者名/発表者名
      二ッ森俊一
    • 学会等名
      日本航空技術協会 航空安全シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 76 GHz帯ミリ波レーダ用多素子平面アレイアンテナの設計および試作評価2022

    • 著者名/発表者名
      二ッ森俊一,宮崎則彦
    • 学会等名
      2022年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリコプタ前方障害物監視用76 GHz小電力ミリ波レーダを用いた小線径高圧送電線からの反射電力測定-実環境におけるBragg散乱等の反射特性評価-2021

    • 著者名/発表者名
      二ッ森俊一,宮崎則彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会宇宙・航行エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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