ミリ波通信に降雨が及ぼす影響に関する理論的研究

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ミリ波通信は,現在のマイクロ波通信と比較して高速・大容量の通信が可能である.そのためミリ波のアンテナやミリ波デバイスの開発が盛んに行われるなど,近年非常に注目を集めている.しかしミリ波は降雨による影響がマイクロ波に比べて非常に大きいことが知られている.本年度の計画は,降雨中のミリ波の伝搬・散乱を解析することにより,降雨がミリ波通信に及ぼす影響を評価することを目的としている.本研究では,1.降雨強度に応じた雨滴の粒径分布および形状を用いて各降雨強度に対する雨滴の平均ミリ波散乱・吸収特性を定量的に評価する.2.1.の結果を反映させたベクトル輸送方程式を用いて,様々な降雨強度でのミリ波伝搬・散乱特性を計算することによりミリ波通信回線に降雨が及ぼす影響を明確にする,であった.1.について,雨滴による散乱・吸収特性の理論解析と比較するために,CIP法を用いたコンピュータシミュレーションに取り組んでいる.CIP法の電波伝搬解析に対する有効性を確認した昨年度の成果を学術論文として公表した.さらに計算スキームに吸収境界を導入することにより,数値計算特有の誤差が軽減され,計算精度が向上した.この計算スキームを用いて複雑な物体を含む媒質中の電波伝搬解析の有効性を実験的に明らかにした。これにより雨滴による散乱・吸収特性の評価が可能となった.2.については,雨滴による散乱・吸収特性を輸送方程式に導入するためには,雨滴群の等価的な電気定数が必要となる.実際の降雨群の等価的な電気定数を評価するために,円筒定在波を用いて媒質定数の評価法を提案し,その有効性を明らかにした.よって雨滴が存在する空間の等価的な電気定数の評価が可能となった.現在,輸送方程式への導入を検討している.