Development of a pseudo-scale model experimental system for the use of radio waves under shallow water.

开发浅水下使用无线电波的伪比例模型实验系统。

• 批准号: 22H01485
• 负责人: 石井 望
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01485/
• 关键词: 疑似スケールモデル; 海中電波利用; 室内実験系; 位置推定システム; アンテナ対向実験

ラテラル波効果を含めた大気・海中２層問題に対応させた疑似スケールモデル実験系を実現するため、2022年度は、３機関で以下の(A)～(C)の課題を分担して実施した。（A）疑似スケールモデルの検証：FDTD法による数値シミュレーションおよび水槽実験により、スケールファクタと電界分布の疑似スケール則からのずれの関係を定量的に明らかにした。さらに、ラテラル波効果に対応した大気・海中２層問題疑似スケールモデルが、波源近傍という条件の下で妥当であることをFDTD法による数値シミュレーションおよび水槽実験により定量的に確認した。（B）疑似スケールモデル実験系の改修：MHz帯で疑似スケールモデル実験系を実現する上で解決すべき、不平衡電流の影響およびアンテナ素子間アイソレーション問題について、２つの実験系改修により取り組んだ。(B-1/B-3) アイソレーションが十分に取れる機械式RFスイッチを実装し、電子式RFスイッチを利用した場合との受信レベルを比較し、両スイッチでほぼ差違が生じないことを確認した。また、(B-2) 測定系に生じる不平衡電流の影響について、フェライトコア装荷の有無により測定電力分布を比較したところ、有為な差違は生じないことを確認した。不平衡電流による影響と思われた現象は、水面上でのラテラル波発生位置が受信アンテナの微妙な設置ずれによるものと考察している。（C）疑似スケールモデルによる海中位置推定システムの検証：海面上に20mおきに設置された9個の受信アンテナの受信信号振幅により海中の送信アンテナの位置を推定する問題に関して、研究室に設置可能な疑似スケールモデル実験系にて疑似的に実現した3D伝送特性測定および関連する数値シミュレーションを完了した。研究代表者の石井が検討している簡易位置推定アルゴリズムにより位置推定の可能性を確認した。

In 2022, the following issues (A) to (C) were shared among the three organizations: (A) Suspected cluster identification: FDTD method for numerical value of the solution and tank implementation, the solution and electrical field distribution of suspected cluster identification and quantitative analysis of the relationship between the solution and the tank implementation. In addition, the FDTD method is used to determine the numerical value of the wave source near the water tank under the condition that the wave source is close to the water tank (B) Modification of the suspected system: MHz band, suspected system implementation, solution to the problem of unbalanced current, influence of unbalanced current and loss of power between elements, 2 modification of the system, selection of components. (B-1/B-3) The mechanical RF switch is fully installed and the electronic RF switch is fully utilized. (B-2) Determination of the influence of unbalanced current on the power distribution, comparison and confirmation of unbalanced current The influence of unbalanced current on the phenomenon of wave generation on the water surface is investigated. (C) Suspected position estimation in the sea: 9 received signal amplitudes were set up at 20m above sea level, and the position estimation of the received signal in the sea was completed. Ishii, a representative of the study, confirmed the possibility of simple position estimation.