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2013 年度 実施状況報告書

固体天体内部探査地中レーダ用超広帯域アンテナの最適化設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560527
研究機関大阪府立大学

研究代表者

真鍋 武嗣  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50358991)

研究分担者 西堀 俊幸  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任開発員 (80280361)
キーワード地中探査レーダ / 超広帯域アンテナ / Vivaldiアンテナ / 粒子群最適化手法 / パルス圧縮
研究概要

1. アンテナBBMの一次試作,電気性能試験と評価検討
小型軽量で超広帯域が実現できるGPR用アンテナについて昨年度,アンテナ電磁界関手法であるFDTD法と最適化手法PSOを組み合わせて最適設計を行い試作したVivaldiアンテナについて,昨年度に引き続き電波暗室において放射パタンと反射(S11)特性の詳細な測定を行った.その結果,昨年度の測定では不一致の見られていた低周波域での放射パタンを含め,設計値と非常に良く致をする特性が得られてることを確認した.
2. 地中レーダ模擬試験
昨年度試作したVivaldiアンテナを別途開発したGPR送受信システムに組み込み,VHF/UHF帯大型電波暗室内において,コーナーリフレクタを用いた地中レーダ模擬試験を行った.その結果,ほぼ所望の性能のレーダシステムが構成できていることをシミュレーションとの比較等により確認した.
3. パラメータの修正と再設計
上記で設計試作したVivaldiアンテナは小型化のため高誘電率の誘電体を用いているため比較的重量が重く可撓性が泣いためローバー等への搭載性が悪い,このような欠点を改善するために,可撓性のある薄型誘電体を用いたVivaldiアンテナの設計を行い試作した.また最適設計の計算時間短縮を図ってモーメント法とPSO法を組み合わせた設計法について検討を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

1. 設計試作したVivaldiアンテナについて,昨年度の測定では設計と実測で一部原因不明の不一致がみられたが,測定法の見直しによりほぼ設計通りの特性が得れれていることを確認できた.
2. 地中レーダ模擬試験により,GPRとしての基本的な性能を確認することができた.

今後の研究の推進方策

H25年度に開発した薄型軽量化Vivaldiアンテナについて,電気性能試験により性能評価を行う.昨年度の地中レーダ模擬実験の結果を踏まえ,地中にターゲットの埋まったフィールドにおけるフィールド実験を実施する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (9件)

  • [学会発表] UHF帯固体惑星内部探査レーダの開発と試作評価試験2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤琢博,片山雷太,葛山祐子,真鍋武嗣,西堀俊幸,春山純一,松本岳大,宮本英昭
    • 学会等名
      第14回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      相模原市
    • 年月日
      20140109-20140110
  • [学会発表] PSOによる固体惑星内部探査レーダ用Vivaldi アンテナの最適設計2013

    • 著者名/発表者名
      片山雷太,真鍋武嗣,伊藤琢博,西堀俊幸
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      寝屋川市
    • 年月日
      20131116-20131117
  • [学会発表] GPRによる固体惑星内部探査の検討2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤琢博,真鍋武嗣,西堀俊幸
    • 学会等名
      平成25年度電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      寝屋川市
    • 年月日
      20131116-20131117
  • [学会発表] Preliminary study of a ground penetrating radar for subsurface sounding of solid bodies in the solar system2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, R. Katayama, T. Manabe, T. Nishibori, J. Haruyama, T. Matsumoto, and H. Miyamoto
    • 学会等名
      2013 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP 2013)
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      20131023-20131025
  • [学会発表] 固体惑星内部探査用地中レーダの基礎検討2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤琢博,真鍋武嗣,西堀俊幸
    • 学会等名
      2013年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      20130917-20130920
  • [学会発表] MELOS火星ローバによる地中レーダー探査2013

    • 著者名/発表者名
      宮本英昭,西堀俊幸,真鍋武嗣,伊藤琢博,片山雷太,松本岳大,春山純一
    • 学会等名
      第46回月・惑星シンポジウム
    • 発表場所
      相模原市
    • 年月日
      20130805-20130807
  • [学会発表] GPR, a ground penetrating radar for future landing and touch-down missions to solid bodies2013

    • 著者名/発表者名
      H. Miyamoto, T. Nishibori, T. Manabe, T. Ito, T. Matsumoto, R. Katayama, and J. HARUYAMA
    • 学会等名
      AOGS 10th Annual Meeting
    • 発表場所
      Brisbane, Austraria
    • 年月日
      20130624-20130628
  • [学会発表] Elimination effects of radar signal distortion for subsurface sounding of solid bodies in the solar system

    • 著者名/発表者名
      T. Ito, R. Katayama, T. Manabe, T. Nishibori, J. Haruyama, T. Matsumoto, and H. Miyamoto
    • 学会等名
      Tsinghua University IAF-SUAC International Symposium
    • 発表場所
      Beijin, China
  • [学会発表] UHF帯固体惑星内部探査レーダについての検討と試作評価試験

    • 著者名/発表者名
      伊藤琢博,片山雷太,真鍋武嗣,西堀俊幸,春山純一,松本岳大,宮本英昭
    • 学会等名
      日本学術会議電気電子工学委員会URSI分科会非電離媒質伝搬・リモートセンシング小委員会第577回URS-F会合
    • 発表場所
      京田辺市

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公開日: 2015-05-28  

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