災害時情報収集のための合成開口レーダによる移動体検出の研究

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K04672
• 研究機関: 福岡工業大学
• 研究代表者: 近木 祐一郎 福岡工業大学, 工学部, 教授 (10398109)
• 研究分担者: 間瀬 淳 福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (00023325)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 合成開口レーダ / 移動体検出 / スプリットビーム

研究実績の概要

本研究では、既存の移動補償合成開口レーダを用いて移動体検出可能にするための、アンテナを含む装置改修と運転ソフトウェアの改修、および実地による移動体検出検証実験により構成されている。2018年度は2019年度に行う予定であった移動体の作成を前倒しして行った。約1.5ｍで直線的に移動するプラットフォームで移動速度および方向を任意に制御可能である。プラットフォーム上にコーナーキューブリフレクタを配置した。2次元平面状の動きを再現したい場合は、プラットフォームを設置する方向を変えることで対応する。このプラットフォームおよび既存のレーダ装置を共に室内において近距離における簡易的な移動体の検出実験を行った。約10GHzで帯域100MHzのFM変調電波を移動しているコーナーキューブリフレクタに繰り返し高頻度で照射し、受信信号を解析したところ、移動体の距離と移動速度を検出できることが確認できた。一方、2018年度に開発を行う予定であった既存アンテナのスプリットビーム化に関しては、予定通り開発を始め、現在三次元電磁界シミュレーターで詳細設計を進めている。ビームのスプリット化に関して、当初は一次放射器の同軸導波管変換器を2chとする方向で設計を進めていたが、それではスプリットビームが出ないことがシミュレーション研究で判明し、その対策として２つの一次放射器を左右に近接して配置することで解決できることが分かった。現在はスプリットビームのサイドローブレベルを低減するために、一次放射器の形状及び配置の最適化をシミュレーターにより進めている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

やや遅れている原因は以下の3つの事項によるものである。
１．研究実績の概要にも述べたように、2019年度に行う予定であった移動体プラットフォームの作成を2018年度に前倒しして実施した。これにより、本来2018年度に行う予定であった改修作業がやや遅れることとなった。それは、本研究を共同して推進することを希望する学生が1名出たため、より早い段階で移動体検出の検証実験を実験室レベルで行い、より研究に対する意欲を持たせようとしたためである。
２．アンテナ自体の改修においては、概要に述べたように当初計画した方法では希望の性能が得られないことが分かり設計方法の再検討に若干の時間を要した。
３．スプリットビーム化におけるスイッチングシステムの開発に関しては2018年度に手をつけることができなかった。昨年度より既存の合成開口レーダにおいてアンテナの放射方向を対象物にロックさせるシステムの高精度化改修を行っていて、この改修が昨年度完了しなかったことも影響した。

今後の研究の推進方策

研究代表者のエフォートは一年を通して均一でないが、6月より集中してよりエフォートを割り振れる予定である。研究者が持つエフォートを有効活用して効率的に研究を推進する必要がある。
今年度の6および7月中に進捗状況で述べ課題となっているロックさせるシステムの改修を完了させ、その後すぐにスイッチングシステムの開発に移る予定である。これの開発には2～3ヶ月程度要する。また、アンテナの改修に関しては現時点で製作のめどが立っており、8月または9月には実作できると予想している。
以上の方策を持って、研究計画書に記載した予定される研究の軌道に乗せていきたい。

次年度使用額が生じた理由

遅延の理由に記載したようにアンテナ製作およびスイッチングシステムの改修が若干遅れ、したがって実験極申請が昨年度できなかったため、昨年度の使用金額が当初の予定より少なくなっている。上記の項目は今年度推進する予定のため、昨年度使用できなかった予算を今年度使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Development and application of radar reflectometer using micro to infrared waves (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Mase, Y. Kogi, D. Kuwahara, Y. Nagayama, N. Ito, T. Maruyama, H. Ikezi, X. Wang, M. Inutake, T. Tokuzawa, J. Kohagura, M. Yoshikawa, S. Shinohara, A. Suzuki, F. Sakai, M. Yamashika, B. J. Tobias, C. Muscatello, X. Ren, M. Chen, C. W. Domier & N. C. Luhmann Jr.
  • 雑誌名: Advanes in Physics: X 巻: 3 ページ: 634-676
  • DOI: 23746149.2018.1472529
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development and Calibration of a Prototype Radar for Sea-Tide Level Measurement (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryota Nakazono, Ryusei Noda, Daisuke Kaneko, Yasuhiro Takeuchi, and Yuichiro Kogi
  • 雑誌名: 2018 International Conference on Engineering, Applied Sciences, and Technology (ICEAST) 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1109/ICEAST.2018.8434449
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Development and Calibration of a Prototype Radar for Sea-Tide Level Measurement (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryota Nakazono, Ryusei Noda, Daisuke Kaneko, Yasuhiro Takeuchi, and Yuichiro Kogi
  • 学会等名: ICEAST 2018
  • 国際学会