位相共役波による長距離水中音響通信

位相共役波とは、点音源から発信した音波をアレイで受信し、その受信した信号を時間反転した信号(=位相共役波、時間反転波)をアレイから逆に送信すると、元の音源の位置(焦点)に音波が収束するという現象である。この位相共役波の鋭い収束性などの特長を生かして、長距離水平方向の音響通信に適用するための研究を行っている。第1回目の実海域試験では、アレイ側の送波器に不具合が発生し、点からアレイへの通信(Passiveな位相共役通信)のみしか実施できなかったが、第2回目の試験では、この不具合を解消し、点とアレイ間の双方向の位相共役通信、すなわち、Active及び、Passiveの位相共役通信の実海域試験を行うことができた。実験は、駿河湾の水深約1,100mの海域で10kmの距離で行い、以下のような良好な結果を得ることができた。・位相共役波による通信では、上記の条件下で、エラーの無い復調ができたが、適応等化器のみによって復調を行おうとした場合には、通信を行うことができなかった。よって、従来の方法では、通信が行えないような条件下であっても、位相共役波を用いることによって、通信が可能になることを実証することができた。・さらに、位相共役波を用いればより少ない個数の送受波アレイによって通信が行えることを示すことができた。・環境の変動(主に音速分布の時間変化や流れなど)がある場合、位相共役波は原理的にそうした変動に対応できない。そこで、本研究では、位相共役波の収束効果に、適応等化器の動的補償を組み合わせた方法を提案し、これまでシミュレーションによって検証を行ってきたが、今回の実験で、そのような変動がある場合にも、復調ができることを実海域で示すことができた。

位相共役波とは、点音源から発信した音波をアレイで受信し、その受信した信号を時間反転した信号(=位相共役波、時間反転波)をアレイから逆に送信すると、元の音源の位置(焦点)に音波が収束するという現象である。この位相共役波の鋭い収束性などの特長を生かして、長距離水平方向の音響通信に適用するための研究を行っている。第1回目の実海域試験では、アレイ側の送波器に不具合が発生し、点からアレイへの通信(Passiveな位相共役通信)のみしか実施できなかったが、第2回目の試験では、この不具合を解消し、点とアレイ間の双方向の位相共役通信、すなわち、Active及び、Passiveの位相共役通信の実海域試験を行うことができた。実験は、駿河湾の水深約1,100mの海域で10kmの距離で行い、以下のような良好な結果を得ることができた。・位相共役波による通信では、上記の条件下で、エラーの無い復調ができたが、適応等化器のみによって復調を行おうとした場合には、通信を行うことができなかった。よって、従来の方法では、通信が行えないような条件下であっても、位相共役波を用いることによって、通信が可能になることを実証することができた。・さらに、位相共役波を用いればより少ない個数の送受波アレイによって通信が行えることを示すことができた。・環境の変動(主に音速分布の時間変化や流れなど)がある場合、位相共役波は原理的にそうした変動に対応できない。そこで、本研究では、位相共役波の収束効果に、適応等化器の動的補償を組み合わせた方法を提案し、これまでシミュレーションによって検証を行ってきたが、今回の実験で、そのような変動がある場合にも、復調ができることを実海域で示すことができた。