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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

研究課題

研究課題/領域番号 21K04969
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31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関大阪電気通信大学

研究代表者

海老原 聡  大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (20301046)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードボアホールレーダ / 地中レーダ / アレーアンテナ / 指向性
研究開始時の研究の概要

坑井内で20~200 MHz の電磁波を送受信することで、坑井周囲にある物体の位置や形状を推定するボアホールレーダがある。本研究では、このレーダへ multiple-input and multiple-output を導入し、坑井内から出射、または坑井内へ入射される電磁波の方向(仰角と方位角)を推定可能にする。さらに、レーダターゲットへ任意の偏波を入射させたとき、散乱された波の偏波を推定可能にする。このようなレーダを開発することで、将来、地下空間に重要な物体を保管するときや、重要な構造物の地下に存在するき裂や断層を計測するときに、役に立つレーダを研究開発する。

研究成果の概要

3次元分布推定するフルポラリメトリックボアホールレーダを開発し、その性能評価を学内実験場で実施した。さらに、このレーダを野外実験へ適用した。結論として、開発したボアホールレーダは期待したポラリメトリックレーダとしての性能を有していることがわかった。この成果は、ボアホールレーダにより、物体の3次元位置だけでなく、き裂や断層に関する形状の情報を取得できる可能性を示唆したものである。これは国際的にみても初めてのことである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射性廃棄物の地層処分ではき裂や断層を位置推定するだけでなく、透水性などの詳細な情報が必要である。今後、研究を進めることで、本研究で開発したボアホールレーダがこのような応用の場で使用できることを示唆している。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Influence of a Horizontally Polarized Wave Incidence on DOA Estimation by a Dipole Array Antenna in a Borehole2024

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Satoshi、Toyozawa Kai、Hasegawa Tokuya、Tsujikawa Yuki、Koyama Koki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 62 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1109/tgrs.2023.3339639

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DOA Estimation of an Inclined Conducting Cylinder with a Dipole Array Antenna in a Borehole2023

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Satoshi、Tsujikawa Yuki、Koyama Koki
    • 雑誌名

      2023 12th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR)

      巻: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/iwagpr57138.2023.10329241

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full Polarimetric Borehole Radar Measurement of a Conducting Cylinder with Dipole and Loop Antenna2023

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Satoshi、Tsujikawa Yuki、Koyama Koki
    • 雑誌名

      2023 12th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR)

      巻: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/iwagpr57138.2023.10329264

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DOA Estimation of an Inclined Conducting Cylinder with a Dipole Array Antenna in a Borehole2023

    • 著者名/発表者名
      S. Ebihara, Y. Tsujikawa, and K. Koyama
    • 雑誌名

      The proceedings of the 12th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar, Lisbon, July 5-7, 2023.

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full Polarimetric Borehole Radar Measurement of Conducting Cylinder with Dipole and Loop Antenna2023

    • 著者名/発表者名
      S. Ebihara, Y. Tsujikawa, and K. Koyama
    • 雑誌名

      The proceedings of the 12th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar, Lisbon, July 5-7, 2023.

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loop Array Antenna in a Borehole for Directivity to a Horizontally Polarized Wave2022

    • 著者名/発表者名
      Ebihara Satoshi、Matsumoto Masayuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 60 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/tgrs.2022.3177444

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of the direction of an object by directional borehole radar with dipole array for a transmitter and a receiver2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsujikawa, S. Ebihara, K. Koyama, T. Kako, and H. Yamamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th SEGJ International Symposium

      巻: 1 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of wave polarization scattered by a cylindrical conductor with a dipole and loop array borehole radar2021

    • 著者名/発表者名
      S. Ebihara, K. Koyama, H. Yamamoto, Y. Tsujikawa, and T. Kako
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th SEGJ International Symposium

      巻: 1 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 坑井内ダイポールループによる導体円柱からの反射波の偏波測定2021

    • 著者名/発表者名
      小山幸輝、海老原聡、辻川裕貴
    • 雑誌名

      第38回センシングフォーラム計測部門大会

      巻: 1 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 地中物体の3次元位置推定のための指向性ボアホールレーダ2021

    • 著者名/発表者名
      海老原聡
    • 学会等名
      IEEE AP-S Kansai Joint Chapter 特別講演
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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