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2015 年度 実績報告書

小型衛星によるマイクロ波合成開口レーダ観測の高度化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26289327
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

齋藤 宏文  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (80150051)

研究分担者 福田 盛介  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50332151)
竹内 伸介  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (20353419)
冨木 淳史  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (50455466)
アクバル プリランド.R.  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 研究員 (50724506)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード合成開口レーダ / 小型衛星 / スロットアンテナ / リモートセンシング / Xバンド
研究実績の概要

①2偏波のハニカムパネルスロットアレイ・アンテナの電気計測:H26年度に試作した2偏波の平面ハニカムパネルスロットアンテ)の電気特性を計測し、開口効率約50%を得た。両偏波のビーム方向が約2度ずれていたが、パネル誘電体材料の誘電率のモデル化の問題であることが判明し、問題解決の目処がついている。
②アンテナパネルの熱解析、熱歪解析・計測:アンテナパネルの非定常温度解析、熱歪解析を行った。モデルの検証として大気中で表裏に温度差をつけた状態での熱歪計測を行った。パネルの温度予測と熱歪解析を組み合わせて、要求される0.6mmmrms 程度の面精度を実現するパネルの構造熱様式と姿勢運用の工夫により、解決の目処を得た。
③片翼3枚パネルの展開試験、展開状態での面形状計測:機械的なダミーパネルを用いた片翼3枚パネルの展開試験を実施し、正しく機能することを検証した。展開静定角の再現性が、0.01度以下であることを検証した。
④ Xバンド電力合成器の試作・評価:6個の200WのX帯GaN増幅器出力を直接導波管共振器に入力して電力合成し、矩形導波管にコンパクトに変換する電力合成器の設計・製造・計測を行った。小信号特性としてはほぼ設計通りの結果が得られた。
⑤大電力レーダの熱設計,熱真空試験:大電力マイクロ波増幅装置の排熱設計、及び、熱真空モデル試験を実施した。熱モデルによる熱真空試験を実施した。熱解析結果と一致する結果が得られた。 ⑥高速ダウンリンク通信:ほどよし4号衛星からの64APSK変調、505Mbpsダウンリンク信号の復調復号に地球周回衛星として世界で初めて成功した。

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

アンテナ開発、送信電力増幅器、高速ダウンリンク通信などの研究は、順調に進んでいる。これは、研究開発テーマの筋の良さ、研究者の熱意、物理的洞察力に支えられた研究者の技術力のおかげである。

今後の研究の推進方策

①ハニカムパネルスロットアレイアンテナ:地上分解能1mを達成する合成開口レーダに対して、チャープ周波数帯域300MHzに対応するハニカムスロットア レイ・アンテナの電気特性を計測する。進行波アレイ・アンテナの周波数帯域を広帯域にするために、進行波導波路の単位長を短くする工夫を行う。
②アンテナパネルの熱真空試験:アンテナの熱歪にはアンテナパネルの温度分布が重要な影響を与える。宇宙空間におけるアンテナパネルの温度分布を、日照日影、地球赤外輻射の効果を含めて解析を行う。その解析を検証するために、アンテナパネルの熱真空試験を実施して、解析結果との比較を行い、軌道上でのアンテナパネルの温度分布の確度高 い予測を行う。
③Xバンド電力合成器:6個の200WのX帯GaN増幅器出力を直接導波管共振器に入力して電力合成する合成器を広帯域化する。導波管共振器の構成を2重空洞共振器として、共振特性の広帯域化を行う。

次年度使用額が生じた理由

電気工作室や機械工作室を研究室で実施して、予算節約に努力したため

次年度使用額の使用計画

研究計画の各種計測に用いる、電子部品や冶具工作に使用を予定している。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] World Fastest Communication from a 50 kg Class Satellite2015

    • 著者名/発表者名
      Hirobumi Saito, Tomoya Fukami, Hiromi Watanabe,Takahide Mizuno, Atsushi Tomiki and Naohiko Iwakiri
    • 雑誌名

      IEICE Communications Society – GLOBAL NEWSLETTER

      巻: Vol. 39, No. 2 ページ: pp.3-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 小型衛星で合成開口レーダーを実現するためのRF送信機およびその周辺回路の研究2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊宏弥、齋藤宏文
    • 学会等名
      宇宙・航行エレクトロニクス研究会(SANE)
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-02-16 – 2016-02-17
  • [学会発表] The Design of Wideband X-band Antenna for SAR onboard Small Satellite2016

    • 著者名/発表者名
      Akbar Prilando Rizki, et. al.
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 小型衛星合成開口レーダ アンテナパネルの地上展開試験2016

    • 著者名/発表者名
      友田孝久他
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 小型SARアンテナの熱設計2016

    • 著者名/発表者名
      和田紗希、中村和行、間瀬一郎、齋藤宏文
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 100kg級小型衛星に搭載可能なX帯合成開口レーダ2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤 宏文 他
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 1000W級パルス増幅器を100kg級の人工衛星で使用する熱設計2016

    • 著者名/発表者名
      金子智喜他
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] Traveling-Wave Dual Polarization Antenna for Small Satellite SAR2016

    • 著者名/発表者名
      Ravindra Vinay, et. al.
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] A Compact Radial Cavity Combiner for Small Satellite SAR2016

    • 著者名/発表者名
      Ravindra Vinay, et. al.
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 小型合成開口レーダー衛星の送信機および周辺のハードウェア開発2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊宏弥他
    • 学会等名
      2016宇宙科学研究所シンポジム相模原
    • 発表場所
      相模原
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] A Parallel Plate Slot-Pair Array Dual Polarization Antenna for Small Satellite SAR2015

    • 著者名/発表者名
      Vinay Ravindra, Prilando Akbar, Hirobumi Saito, Miao Zhang and Jiro Hirokawa
    • 学会等名
      The International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP) 2015
    • 発表場所
      Hobart, Tasmania, Australia.
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal Cross-Range Pattern Synthesis Using Multi-Objective Genetic Algorithm for a Passive Antenna in Small Satellite SAR2015

    • 著者名/発表者名
      Vinay Ravindra, Prilando Akbar, Hirobumi Saito, Miao Zhang and Jiro Hirokawa
    • 学会等名
      The International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP) 2015
    • 発表場所
      Hobart, Tasmania, Australia.
    • 年月日
      2015-11-09 – 2015-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] 100kg級小型衛星に搭載するX帯合成開口レーダの開発―第3報―2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤宏文
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 64APSK変調を用いた50 kg級衛星からの504Mbpsダウンリンク通信実験2015

    • 著者名/発表者名
      深見友也, 渡邊宏弥, 冨木淳史, 水野貴秀, 齋藤宏文,岩切直彦, 新家隆広, 小島要, 川元光一,重田修, 布村仁志, 神田泰明
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 「れいめい」搭載バッテリの軌道上運用データに係るインピーダンス解析2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊宏弥, 曽根理嗣, 福島洋介, 板垣昌幸,田中康平, 福田盛介, 齋藤宏文
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 小型衛星用合成開口レーダアンテナの展開と熱歪の面形状評価2015

    • 著者名/発表者名
      和田紗希, 齋藤宏文, 友田孝久,中村和行, 田中宏明
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 100kg級小型衛星による合成開口レーダ(MicroXSAR)用展開アンテナ機械設計2015

    • 著者名/発表者名
      中村和行, 中村信子, 松村健三, 齋藤宏文,竹内伸介, 友田孝久
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 小型衛星合成開口レーダ(MicroXSAR)アンテナパネルの地上展開試験2015

    • 著者名/発表者名
      友田孝久, 齋藤宏文, 中村和行,松村健三, 竹内伸介, 田中宏明,和田紗希
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 100kg級合成開口レーダ衛星の電源系とバッテリの検討2015

    • 著者名/発表者名
      金子智喜, 曽根理嗣, 齋藤宏文
    • 学会等名
      第59回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-10-07 – 2015-10-09
  • [学会発表] 衛星通信用増幅器で発生する非線形位相ひずみAM/PMの評価2015

    • 著者名/発表者名
      盛本真史・渡邊宏弥・齋藤宏文
    • 学会等名
      2015年ソサイエティ大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-11
  • [学会発表] An Improved Pulse Repetition Frequency Selection Scheme for Synthetic Aperture Radar2015

    • 著者名/発表者名
      B. Pyne, V. Ravindra, and H. Saito
    • 学会等名
      The 12th European Radar Conference (EuRAD) 2015
    • 発表場所
      Paris
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] X-Band Parallel-Plate Slot Array Antenna for SAR Sensor onboard 100 kg Small Satellite2015

    • 著者名/発表者名
      Prilando Rizki Akbar, Hirobumi Saito, Miao Zang, Jiro Hirokawa, and Makoto Ando
    • 学会等名
      2015IEEE International Symposiumu on Antennas and American Radio Science Meetin
    • 発表場所
      カナダ バンクーバー
    • 年月日
      2015-07-19 – 2015-07-24
    • 国際学会
  • [学会発表] 小型衛星搭載のX帯合成開口レーダの開発-第3報2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤宏文
    • 学会等名
      宇宙・航行エレクトロニクス研究会(SANE)
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-18
  • [学会発表] An Improved Nadir Echo Allocation Scheme for Synthetic Aperture Radar2015

    • 著者名/発表者名
      Budhaditya Pyne・Vinay Ravindra, and Hirobumi Saito
    • 学会等名
      宇宙・航行エレクトロニクス研究会(SANE)
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-18
  • [学会発表] Field Tests of 348 Mbps High Speed Downlink System for 50-kg Class Satellite2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya FUKAMI, Hiromi WATANABE, Hirobumi SAITO, Atsushi TOMIKI, Takahide MIZUNO, Naohiko IWAKIRI, Osamu SHIGETA, Hitoshi NUNOMURA, Kaname KOJIM), Takahiro SHINKE and Koichi KAWAMOTO
    • 学会等名
      30th International Symposium on Space Technology and Science
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-06-04 – 2015-06-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual Polarization X-band Rectangular Parallel Plate Antenna Panel for Synthetic Aperture Radar2015

    • 著者名/発表者名
      Vinay Ravindra)・Prilando Rizki Akbar・Miao Zhang・Jiro Hirokawa・Hirobumi Saito
    • 学会等名
      アンテナ・伝播研究会(A・P)
    • 発表場所
      水戸
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-28
  • [学会発表] Cylindrical Cavity Microwave Power Combiner with Microstrip Line Inputs and Rectangular Waveguide Output2015

    • 著者名/発表者名
      V. Ravindra, J. Hirokawa, Z. Miao, and H. Saito
    • 学会等名
      Microwave Symposium (IMS), 2015 IEEE MTT-S International
    • 発表場所
      アメリカ フェニックス
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Compact X band Synthetic Aperture Radar on 100kg Small Satellite2015

    • 著者名/発表者名
      Saito, H., Akbar, P. R., Ravindra, V., Pyne, B., Hirokawa, and J.,Ando, M.
    • 学会等名
      10th IAA SYMPOSIUM ON SMALL SATELLITES FOR EARTH OBSERVATION
    • 発表場所
      ベルリン
    • 年月日
      2015-04-20 – 2015-04-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiment of 384 Mbps downlink from 50-kg class satellite2015

    • 著者名/発表者名
      Fukami, T., Watanabe, H., Saito, H., Tomiki, A., Mizuno, T., Iwakiri, N. , Shigeta, O., Nunomura, H., Kojima, K., and Shinke, T.
    • 学会等名
      10th IAA SYMPOSIUM ON SMALL SATELLITES FOR EARTH OBSERVATION
    • 発表場所
      ベルリン
    • 年月日
      2015-04-20 – 2015-04-24
    • 国際学会
  • [備考] 齋藤宏文研究室

    • URL

      http://www.isas.jaxa.jp/home/saito_hirobumi_lab/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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