Development of direction-finding antenna for aircraft surveillance with high angular resolution

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本年度は、モードＡ／Ｃ応答方探システムの中心機能を検証するためにアンテナ素子配置実験装置を製作した。ハードウェア設計は昨年度の成果によった。アンテナ素子は円周に６素子、中心に１素子の合計７素子からなる円形アレーで構成されている。円形アレーの半径は、モードＡ／Ｃ応答信号の周波数１０９０ＭＨｚから求まる波長の半分である１３７．５ｍｍとした。円形アレーの1素子毎に汎用ソフトウェア無線機器（ＵＳＲＰ）１台を接続し、７台のＵＳＲＰが１台のＰＣとイーサネット経由で個別に対向通信できるようＰＣにギガビットネットワークインターフェースを増設した。これにより通信速度の低下を防ぐとともにＵＳＲＰにおける１０Ｍサンプル／ｓのサンプリングレートを確保した。ソフトウェア実装ではＰｙｔｈｏｎ及びＧＮＵ Ｒａｄｉｏ等のライブラリを利用し各ＵＳＲＰでの同時サンプリングを実現した。またキー押下のタイミングに合わせて一定長のサンプリング信号を記録するアプリケーションを製作した。製作した実験装置とアプリケーションを使って、方向探知機能の動作検証を行った。電波無響室において送信周波数１０９０ＭＨｚの連続波信号を送信電波に用いた実験の結果、ＭＵＳＩＣ法にて信号到来方向に対して概ね±３度以内の誤差で角度検出できることを確認した。なお本来の信号到来方向以外の偽像となるＭＵＳＩＣスペクトラムピークが発生する等一部の結果では大きな角度誤差が見られた。アレー各素子間のインピーダンス行列を測定し素子間相互結合の影響を校正したが、偽像を十分に除去できなかった。