Research on millimeter-wave multiple-input and multiple-output radar technology for next-generation helicopter forward-looking obstacle detection sensors

下一代直升机前视障碍物探测传感器毫米波多输入多输出雷达技术研究

• 批准号: 20K04931
• 负责人: 二ッ森 俊一
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04931/
• 关键词: ミリ波; レーダ; FDTD数値解析; 航空機; MIMO; 送電線; RCS; 偏波特性; ヘリコプタ; 前方監視; ミリ波レーダ; アンテナ

令和4年度はこれまでの研究成果を踏まえ，76 GHz帯ミリ波MIMO（Multiple-Input and Multiple-Output）レーダ実験系の構築を行った。また、構築した76 GHz帯ミリ波MIMOレーダ実験系を用い，電波暗室におけるミリ波MIMOレーダ技術評価を実施した．具体的には下記の通りである．1. ヘリコプタ前方障害物76 GHz帯ミリ波MIMOレーダの実験系構築：昨年度までに構築を完了している信号処理回路とミリ波レーダ部を組み合わせ，連接動作が可能となるように実験系構築を実施した．これまで最大4 MS/sであった受信信号のAD変換器を最大125 MS/sとし，さらに信号処理に用いるFPGAを更新し，信号処理能力向上が向上した。これにより，これまでよりも細かい距離分解能（30 cm）で，遠距離（4 km以上）までを探知覆域とすることが可能となった．2. MIMOレーダ要素技術評価：上記について，構築した実験系を用い，屋外環境において地上送電線探知試験等を実施し，レーダ動作確認および各種要素技術評価を実施した．3. 地上送電線探知試験：1. において構築した実験系を用い，地上から高圧送電線の探知試験を実施した．信号処理回路の性能向上により，探知性能を維持しつつ，従来よりも高分解能なレーダ探知結果が得られることを確認した。また，併せてヘリコプタ搭載時におけるレドーム影響評価のための測定および影響分析を実施した．

In 2004, the research results of 76 GHz multiple-wave MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) system were implemented. The 76 GHz band MIMO system is implemented in an anechoic chamber. Specific.1. The system construction of 76 GHz band MIMO system: the signal processing circuit and the signal processing circuit are completed in the last year. A maximum of 4 MS/s is required for the AD converter to receive the signal, and a maximum of 125 MS/s is required for the FPGA to update the signal processing capability. The distance resolution energy (30 cm) is small, and the distance (more than 4 km) is large. Technical evaluation of MIMO relay elements: In the above description, the actual construction system is used, the detection test of the above-ground transmission lines in the outdoor environment is implemented, the relay action confirmation and the technical evaluation of various elements are implemented. 3. Ground transmission line detection test: 1. In the middle of the construction, the system is used, and the detection test of the high-voltage transmission line on the ground is carried out. The performance of the signal processing circuit is improved, and the detection performance is maintained. The detection result is confirmed. The impact assessment and impact analysis were carried out.

项目成果

ヘリコプタ周辺障害物探知支援のための ミリ波レーダの活用

利用毫米波雷达支持直升机周围障碍物的检测

• 发表时间: 2022
• 作者: H. Kawamoto;山田剛治;Masakatsu Nakano and Shunsuke Endo;二ッ森俊一
• 通讯作者: 二ッ森俊一

ヘリコプタ前方障害物監視用76 GHz小電力ミリ波レーダを用いた小線径高圧送電線からの反射電力測定-実環境におけるBragg散乱等の反射特性評価-

使用 76 GHz 低功率毫米波雷达测量小直径高压输电线路的反射功率，用于监测直升机前方的障碍物 - 评估真实环境中的布拉格散射等反射特性 -

• 发表时间: 2021
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告
• 作者: 二ッ森俊一，宮崎則彦

ミリ波を用いたヘリコプタ障害物監視支援技術

利用毫米波的直升机障碍物监测保障技术

• 发表时间: 2022
• 期刊: 電子航法研究所リーフレット
• 作者: 脇田 悠利名;遠藤 大地;鶴田 佳宏;宮田 喜久子;山縣 雅紀;二ッ森 俊一
• 通讯作者: 二ッ森 俊一

Dielectric Material Constant Sensitivity Analysis of 3D-Printed W-Band Reflector Fresnel Lens Antenna Based on Acrylonitrile Butadiene Styrene

基于丙烯腈丁二烯苯乙烯的 3D 打印 W 波段反射菲涅耳透镜天线介电材料常数灵敏度分析

• 发表时间: 2023
• 期刊: Proceedings of 2023 International Applied Computational Electromagnetics Society
• 作者: Shunichi Futatsumori

ヘリコプタ前方障害物監視用76 GHz小電力ミリ波レーダにおけるレドーム影響評価 -レドームによる探知性能劣化影響評価のための地上試験-

直升机前方障碍物监测用76GHz低功率毫米波雷达的天线罩效应评估 - 评估天线罩引起的探测性能劣化影响的地面测试 -

• 发表时间: 2022
• 期刊: 電子情報通信学会技術研究報告
• 作者: 二ッ森 俊一;宮崎 則彦
• 通讯作者: 宮崎 則彦