2004 Fiscal Year Annual Research Report

地中レーダ計測における超解像MIMOイメージング法の確立

Research Project

Project/Area Number	16760326
Research Institution	The University of Electro-Communications
Principal Investigator	三輪空司電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (30313414)
Keywords	MIMOイメージング / MUSIC法 / 地中レーダ / アレイ信号処理 / 地雷探査
Research Abstract	16年度(MIMO地中レーダシステムの開発、及びアルゴリズムの検討) (1)MIMO地中レーダシステムの開発送受信アンテナを多数配置したマルチチャンネル地中レーダシステムの開発の基礎的検討を行った。具体的にはアレイアンテナのスイッチングのため高周波スイッチボックス(8入力、8出力)を購入し、受信アレイシステムの設計、製作を行った。システムの有効性を確認するため、地表型の地雷探査用レーダシステムに本システムを適用し、実験室レベルでの動作確認を行った。さらに、地雷探査用アレイレーダシステムの開発のために、FDTDシミュレーション等により地表型システムにおいて最適なアンテナ、アンテナ配置の検討した。その結果、1送信の場合はループアンテナ軸を垂直に配置し、周りに円状の受信ループアレイアンテナを中心に対し60度の角度で配置する配置法が、地表面クラッタと地雷のコントラストを最大化できることを示した。また、MIMO構成ではそれぞれ、円周上にループアンテナ軸が-30度方向を向く構成が最適であることも示した。 (2)坑井間計測でのアルゴリズムの検討不均質媒質中における埋設管の高精度位置推定アルゴリズムを実験的に検証した。坑井間計測システムではアンテナを移動させる計測を行い、アレイシステムは本実験では用いていない。本計測法において、実験フィールドは屋外であり、深度によって媒質定数が変化するフィールドであるが、開発した不均質を考慮したMIMO-MUSIC法により、反射体の位置推定に成功し、本アルゴリズムの有効性が確認できた。また、多周波の情報を使ったより高分解能な位置推定アルゴリズムについての基礎検討も行い、位置推定精度の向上ができることを確認した。