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2009 年度 実績報告書

マイクロ波CTの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21760319
研究機関関西大学

研究代表者

山口 聡一朗  関西大学, システム理工学部, 助教 (30413991)

キーワードマイクロ波CT / トモグラフィー
研究概要

平成21年度はマイクロ波CTのハードウェア開発を進め,システム全体の6割が完成した。平面波照射用コルゲートホーンアンテナが完成した。本体の長さ355mm×外径φ160mm,アルミ合金製で中心周波数10GHzとして設計した。円錐ホーンアンテナの内側に深い溝構造を与えると交差偏波が抑制されて平面波が放射される。平面波を利用すると断層像再生のデータ解析過程が簡略化され,実用段階における解析時間を大幅に短縮される。コルゲート構造は機械加工が大変難しいため,核融合研の西村輝樹氏と共同開発を行い,サイズが異なる中心孔付き薄円板を多数積層することで技術的課題を解決した。周波数変調回路が完成した。この回路は,超高温プラズマ実験(産総研TPE-RX)のマイクロ波イメージングで動作実績のある高周波回路を流用した。電圧制御発振器と周波数変調素子を組み合わせて8.5~13.5GHz帯を自在に周波数変調し,測定対象物の空間構造(特に深さ方向の空間情報)を探る。32チャンネルのデータ収録システムを構築した。自動回転ステージ(測定対象物を精密に角度スキャンする)と1Uラックマウント解析サーバーを小テーブルに収納し,データ収録ソフトウェアLab VIEWを用いてこれらを統合制御する。解析サーバー上のGUIを通じて,照射周波数制御・測定対象物の角度スキャン・反射波のデータ収録・断層像再生に至る一連の診断過程を一貫して行うことができるようになった。16個の角錐ホーンアンテナ(E面)からなる受信器アンテナアレイの開発を進めている。現在4チャンネルが完成し,動作試験において反射強度と位相信号を計測することができた。マイクロ波CTの解析方法とそのコーディングについて共同研究会を3回開催した。CT法アルゴリズムを専門とする岩間教授(大同大学)・寺西准教授(広島工業大学)と共に,ボルン近似法を用いてグリーン関数行列の非線形方程式を解くことにより,複素誘電率分布関数(測定対象物の断層像)を求める解析手法を考案した。マイクロ波CTの初期実験データに対してこの解析手法を適用する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Maximum Entropy Analysis of the 2D Density Turbulence Measured by MIR in TPE-RX2010

    • 著者名/発表者名
      Zhongbing SHI, Yoshio NAGAYAMA, Soichiro YAMAGUCHI, Daisuke KUWAHARA, Tomokazu YOSHINAGA, Shoji SUGITO, Yoichi HIRANO, Haruhisa KOGUCHI, Satoru KIYAMA, Hajime SAKAKITA, Kiyoyuki YAMBE, Clive MICHAEL
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research 5

      ページ: S1019-1-S1019-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advancements of microwave diagnostics in magnetically confined plasmas2009

    • 著者名/発表者名
      A.Mase, Y.Kogi, N.Ito, Y.Yokota, K.Akaki, K.Kawahata, Y.Nagayama, T.Tokuzawa, S.Yamaguchi, H.Hojo, N.Oyama, N.C.Luhmann Jr, H.K.Park, A.J.H.Donne
    • 雑誌名

      Plasma Devices and Operations 17

      ページ: 98-116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of 2-D antenna array for microwave imaging reflectometry in LHD2009

    • 著者名/発表者名
      Daisuke KUWAHARA, Shunji TSUJI IIO, Yoshio NAGAYAMA, Tomokazu YOSHINAGA, Zhongbing SHI, Soichiro YAMAGUCHI, Masaharu SUGITO, Yuichiro KOGI
    • 雑誌名

      Plasma Fusion Res.SERIES 8

      ページ: 649-653

    • 査読あり
  • [学会発表] 電磁波によるプラズマイメージング2010

    • 著者名/発表者名
      山口聡一朗, 長山好夫, 石中兵, 桑原大介, 吉永智一, 近木祐一郎, 間瀬淳
    • 学会等名
      電気学会光応用・視覚研究会
    • 発表場所
      大阪産業大学梅田サテライト
    • 年月日
      2010-01-27

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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