生体・環境分野におけるランダム媒質中の標的イメージングに関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08045039
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 立居場 光生 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 教授 (40037924)
• 研究分担者: KUGA Yasuo ワシントン大学, 工学部, 教授 ; TSANG Leung ワシントン大学, 工学部, 教授 ; ISHIMARU Aki ワシントン大学, 工学部, 教授 ; 任 偉 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 講師 (00284547) ; 吉富 邦明 九州大学, 大学院・システム情報科学研究科, 助教授 (30150501)
• キーワード: ランダム媒質 / 多重散乱 / 等価誘電率 / コヒーレンス減衰 / 角度記憶保持効果 / 角度相関 / レーダ断面積 / 散乱問題

研究概要

今年は3年計画の2年目に当たり、交付申請書で述べたとおり下記の2つの課題に取り組んだ.その課題解決のため,8月に九州大学で第3回の12月にワシントン大学で第4回の共同研究討論会をそれぞれ開催した.
課題1:Soil Moisture,TiO_2粉末等の高誘電率粒子からなるランダム媒質の等価誘電率とコヒーレンス減衰係数の算定及び評価
当研究室で開発した等価誘電率算定法が高誘電率粒子からなるランダム媒質の等価誘電率とコヒーレンス減衰係数の算定に有効であることが昨年の研究で判明した.そこで,
1.実用的観点からランダム媒質層の1面が通常の媒質(大気)と接しているモデルを仮定し,層の厚さを考慮して,媒質間の境界の影響を評価した.これにより実験との比較が可能になった.
2.水滴が他の物質で覆われている,あるいは逆にある物質を水が取り囲んでいるという,2層の粒子のモデルを仮定し,そのランダム粒子からなる媒質の等価誘電率を算定した.従来の手法による結果との相違を明らかにし,当研究室で開発した算定法の有用性を示した.
課題2:乱流媒質及び多数の誘電体粒子分布媒質中の導体のレーダ断面積の算定及びメモリー効果の評価
1.昨年成果を得た乱流媒質中の凸状導体のレーダ断面積を凹凸両方有する導体のレーダ断面積にまで拡張して数値解析を行い,同時に散乱波の角度相関を解析して,それらの特徴を明らかにした.
2.多数の粒子からなるランダム媒質による散乱特性の解明をワシントン大学が基本実験とシミュレーションにより取り組み,同大学が精力的に研究してきた粗面散乱におけるメモリー効果を,この課題でも明らかにした.また,石ころが密に詰まった媒質上および中の導体の散乱実験をワシントン大学が行い,その特徴を明らかにした.多数の粒子からなるランダム媒質中の導体標的による散乱を境界値問題として取り扱い,解決する方法について次年度双方で検討することになった.

研究成果

• [文献書誌] M.Tateiba, Z.Meng, and T.Hanada: "Radar cross-sections of conducting elliptic cylinders embedded in strong turbulent media" Progress in Electromagnetics Research Sympo.Proc.471 (1997)
• [文献書誌] W.Ren and M.Tateiba: "Effective medium parameters of a thin coating layer of random discrete chiral scatterers" Progress in Electromagnetics Research Sympo.Proc.474 (1997)
• [文献書誌] Y.Nanbu and M.Tateiba: "Polarization effects on the effective dielectric constant of a discrete random medium containing dielectric cylinders" Progress in Electromagnetics Research Sympo.Proc.475 (1997)
• [文献書誌] K.Ishida and M.Tateiba: "On the applicability of a boundary matching technique to the reconstruction of circularly symmetric cylinders from scattered H-wave" IEICE Trans.on Electronics. E80-C・3. 503-507 (1997)
• [文献書誌] Y.Nanbu, T.Matsuoka, and M.Tateiba: "The effective dielectric constant of a random medium containing randomly distributed spheres with high dielectric constant" Progress in Electromagnetics Research Sympo.Proc.72 (1997)
• [文献書誌] M.Tateiba, T.Hanada, and Z.Meng: "Radar cross-sections of a conducting cylinder with a concave-convex surface in a strong turbulent medium" Progress in Electromagnetics Research Sympo.Proc.75 (1997)
• [文献書誌] K.Ishida and M.Tateiba: "Reconstruction method of diffraction tomography based on a boundary matching technique" Proc.SPIE. 3171. 186-197 (1997)
• [文献書誌] M.Tateiba, T.Hanada, and Z.Meng: "Numerical analysis of radar cross-sections of a partially concave 2-D body in a continuous random medium" Proc.1997 Int.Sympo.on Radio Propagation. 377-380 (1997)
• [文献書誌] M.Tateiba: "A new approach to the problem of wave scattering in random media and its application to evaluating the effective permittivity of a random medium" Proc.1997 Int.Geoscience and Remote Sensing Sympo.184-186 (1997)
• [文献書誌] M.Tateiba and T.Hanada: "Numerical analysis of radar cross-sections of a conducting cylinder in a strong turbulent medium" Proc.1997 Int.Geoscience and Remote Sensing Sympo.1486-1488 (1997)
• [文献書誌] Mitsuo Tateiba: "A general aspect of Yasuura's method for analyzing scattering problems" Proc.Sino-Japan Joint Meeting on Optical Fibre Science and Electromagnetics Theory. 78-83 (1997)
• [文献書誌] T.Chan, Y.Kuga, and A.Ishimaru: "Subsurface detection of a buried object using angular correlation function measurement" Waves Random Media. 7・3. 457-465 (1997)
• [文献書誌] L.Tsang, K.H.Ding, and S.E.Shih: "Monte Carlo simulations of scattering of electromagnetic waves from dense distributions ononspherical particles" Proc.1997 Int.Geoscience and Remote Sensing Sympo.919-921 (1997)
• [文献書誌] T.K.Chan, Y.Kuga, and A.Ishimaru: "Subsurface detection of a buried object using angular correlation function measurement" Progress in Electromagnetics Research Sympo.Proc.158 (1997)
• [文献書誌] J.H.Yea, G.Zhang, Y.Kuga, and A.Ishimaru: "Angular correlation function of densely distributed random media" Progress in Electromagnetics Research Sympo.Proc.76 (1997)
• [文献書誌] T.K.Chan, Y.Kuga, and A.Ishimaru: "Feasibility study on localized subsurface imaging using circular synthetic aperture radar and angular correlation function measurement" Int.Geoscience and Remote Sensing Sympo.1138-1140 (1997)
• [文献書誌] G.Zhang, L.Tsang, and Y.Kuga: "Application of angular correlation function of wave scattering by a random rough surface and random discrete scatterers in target detection" Int.Geoscience and Remote Sensing Sympo.1141-1143 (1997)
• [文献書誌] A.Ishimaru, Y.Kuga, T.K.Chan, and J.H.Yea: "Correlations of scattered waves by random media and applications to remote sensing" Int.Symp.on Radio Propag.32-34 (1997)
• [文献書誌] K.Pak, L.Tsang, and J.Johnson: "Numerical simulations and backscattering enhancement of electromagenetic waves from two-dimensional dielectric random rough surfaces with the sparse-matrix canonical grid method" J.Opt.Soc.Am.A. 14・7. 1515-1529 (1997)
• [文献書誌] L.Tsang and Q.Li: "Numerical solution of scattering of waves by lossy dielectric surfaces using a physics-based two-grid method" Microw.Opt.Technol.Lett.16・6. 356-364 (1997)
• [文献書誌] A.Ishimaru, C.Le, Y.Kuga, J.H.Yea, and K.Pak: "Angular memory and frequency interferometry for mean heighr profiling of a rough surface" IEEE Trans.Geoscience and Remote Sensing. 36. 61-71 (1998)
• [文献書誌] C.H.Chan, L.Tsang, and Q.Li: "Monte Carlo simulations of large-scale one-dimensional random rough-surface scattering at near-grazing incidence : Penetrable case" IEEE Trans.Antennas Propag.46・1. 142-149 (1998)