デジタル型宇宙プラズマ用波動粒子相関計測器の開発

空间等离子体数字波粒相关测量仪研制

• 批准号: 16740279
• 负责人: 上田 義勝
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740279/
• 关键词: 宇宙プラズマ; 相関計測器; デジタル処理; 波動受信器; 衛星観測; 科学衛星; 波動粒子相互作用; 粒子計測器; 波動粒子相関計測器; 電磁粒子シミュレーション; デジタルフィルタ; 波動観測器; ハードウェア記述言語

宇宙空間で直接波動粒子相互作用を観測する計測器開発のため、試験用の模擬実験装置を開発し、その動作試験及び、初期解析結果についての成果をまとめる。これまでの観測データから得られた地球周辺領域のプラズマパラメータ等の初期値を元に、相関計の性能を設定し、また小型・軽量の観測器を目指すためにデジタル処理型の実験装置を設計してきている。模擬実験装置は従来開発されてきた波動観測器と、粒子観測器を接続できるインターフェース部をもつことで、実機レベルでの観測試験を行う事が出来る設計になっている。また、単体実験も行うことが出来るように、波動入力の試験のためのアナログ信号入力を3系統、擬似粒子データ、擬似磁場データを記憶するためのメモリ部を搭載し、基本的な試験から、実機レベルまでの応用試験までも行うことが出来る仕様になっている。昨年度においては、試験ボード上での基礎プログラム開発が終了し、単体試験動作についての確認を行った。今年度は、その単体試験をより柔軟に行うことが出来るように、計算機上で各測定機器を制御できるテストシミュレーション環境を構築した。このテストシミュレーション環境においては、擬似粒子信号をトリガとして、そのトリガに同期した擬似波形データを出力することが出来るシステムとなっている。このシステムを応用することで、計算機シミュレーションで得られた相関データを使った計測テストを行うことが出来ると期待される。また、実機として使用される粒子センサとの接続試験を実際に行い、その粒子センサの制御と、データ出力も行った。この粒子センサは、外部からの制御信号を入力してやる必要があったため、開発ボード上で新たに制御回路を開発し、相関計測を行いつつ粒子センサも制御出来る開発環境を実現した。これにより、擬似波形データだけでなく、擬似粒子データを用いた実際のテスト環境が実現され、より高度な試験が行える環境が整いつつある。平成18年度において、試作ボードを使用したテストプログラムを完成させ、また粒子センサとの接続試験も成功した。現状の改良点としては、計算機シミュレーションとの精度比較がまだ未検討である点と、測定される相関値に対するより詳細な評価を行う必要がある。

Space で direct wave particle interaction を 観 measuring す る meter sensor open 発 の た め, test be simulated by の 験 device を open 発 し, そ の motion test and び, early analytic results に つ い て の results を ま と め る. こ れ ま で の 観 measuring デ ー タ か ら have ら れ た earth week 辺 field の プ ラ ズ マ パ ラ メ ー タ masato の initial numerical に を yuan, such as phase meter の を set し performance, ま た, small amount of 軽 の 観 sensor を refers す た め に デ ジ タ ル 処 Richard type の be を 験 device design し て き て い る. Device simulation be 験 は 従 to open 発 さ れ て き た fluctuations 観 sensor と, particle 観 sensor を meet 続 で き る イ ン タ ー フ ェ ー ス department を も つ こ と で, be machine レ ベ ル で の 観 test 験 を doeth う が out る design に な っ て い る. Line ま た, 単 be 験 も う こ と が out る よ う に, volatility の into force test の た め の ア ナ ロ グ signal を into force three system, quasi particle デ ー タ, quasi magnetic field デ ー タ を memory す る た め の メ モ リ を carry し, basic な test か ら, be machine レ ベ ル ま で の 応 with test ま で も line う こ と が out る shi others に な っ て い る. Yesterday's annual に お い て は, test ボ ー ド on で の based プ ロ グ ラ ム open 発 が end し, 単 test action に つ い て の confirm line を っ た. Our は, そ の 単 body test を よ り soft line に う こ と が out る よ う に, determination of computer で each machine を suppression で き る テ ス ト シ ミ ュ レ ー シ ョ ン environment を construct し た. こ の テ ス ト シ ミ ュ レ ー シ ョ ン environment に お い て は, quasi particle signal を ト リ ガ と し て, そ の ト リ ガ に period し た quasi waveform デ ー タ を output す る こ と が out る シ ス テ ム と な っ て い る. こ の シ ス テ ム を 応 with す る こ と で, computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で have ら れ た phase masato デ ー タ を make っ た measuring テ ス ト を line う こ と が out る と expect さ れ る. Use ま た, be machine と し て さ れ る particle セ ン サ と の meet 続 test を be interstate に い, そ の particle セ ン サ の royal と, デ ー タ output line も っ た. こ の particle セ ン サ は, external か ら の を suppression signal into force し て や る necessary が あ っ た た め, open 発 ボ ー ド で new た に suppression circuit を open 発 し masato, phase measuring line を い つ つ particle セ ン サ も suppression out を る 発 open environment be now し た. こ れ に よ り, quasi waveform デ ー タ だ け で な く, quasi particle デ ー タ を with い た be interstate の テ ス が ト environment be presently さ れ, よ り highly な test line が え る environment が whole い つ つ あ る. Pp.47-53 18 year に お い て, try ボ ー ド を use し た テ ス ト プ ロ グ ラ ム を complete さ せ, ま た particle セ ン サ と の meet 続 test も successful し た. Status quo の improvement と し て は, computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と の precision comparing が ま だ 検 not beg で あ る と, determination of さ れ る phase masato numerical に す seaborne る よ り な detailed review 価 を line う necessary が あ る.

项目成果

プラズマ波動粒子相関計測器の開発と現状課題について

等离子体波粒子相关测量仪的发展及当前问题

• 发表时间: 2007
• 期刊: 第8回惑星圏研究会集録 (2007年度出版予定)
• 作者: 上田 義勝;小嶋 浩嗣;加藤 雄人;大村 善治;齋藤 義文;平原 聖文
• 通讯作者: 平原 聖文

Observation Characteristics of Digital Wave Particle Correlator (DWPC)

数字波粒相关器（DWPC）的观测特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: PROGRAMME POSTERPRESENTATIONS, International Union of Radio Science XXVIIIth General Assembly (Young Scientist Award受賞)
• 作者: Yoshikatsu Ueda;Hirotsugu Kojima;Yoshifumi Saito;Hiroshi Matsumoto
• 通讯作者: Hiroshi Matsumoto

System Design and Development of Digital Wave Particle Correlator

数字波粒相关器系统设计与开发

• 发表时间: 2004
• 期刊: 2004 Asia-Pacific Radio Science Conference Proceedings
• 作者: Yoshikatsu Ueda;Hirotsugu Kojima;Yoshifumi Saito;Hiroshi Matsumoto;豊村 崇;Yoshikatsu Ueda;Yoshikatsu Ueda
• 通讯作者: Yoshikatsu Ueda

Scientific objectives and development status of Wave Particle Correlator

波粒相关器的科学目标及发展现状

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings for the Rikkyo conference (2007年度出版予定)
• 作者: Yoshikatsu Ueda;Hirotsugu Kojima;Yoshifumi Saito;Yoshiharu Omura;Yuto Katoh;Masafumi Hirahara
• 通讯作者: Masafumi Hirahara

System Performance and Characteristics of Digital Wave Particle Correlator

数字波粒相关器的系统性能及特点

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of the 7^<th> International School/Symposium for Space Simulations
• 作者: Yoshikatsu Ueda;Hirotsugu Kojima;Yoshifumi Saito;Hiroshi Matsumoto;豊村 崇;Yoshikatsu Ueda
• 通讯作者: Yoshikatsu Ueda