熱プラズマ中のアンテナインピーダンスの理解とプラズマ診断への応用

了解热等离子体中的天线阻抗及其在等离子体诊断中的应用

• 批准号: 10J02703
• 负责人: 鈴木 朋憲
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02703/
• 关键词: インピーダンスプローブ; プラズマ診断; 宇宙プラズマ; アンテナインピーダンス; 機器開発

プラズマ中のアンテナインピーダンスの理解は,プラズマ診断にとって有用である。その代表例がインピーダンスプローブであり,電子密度計測器としてこれまで多くの飛翔体に搭載されてきた実績がある。しかしながら,時間/空間分解能や計測器としての利便性といった点では課題が指摘されてきた。そこで本研究では,観測ロケットへの搭載に向けて,新たにFPGAを適用したインピーダンスプローブの開発を行った。本改良には,(1)小型化・軽量化ができる,(2)ファームウェアの再利用や改良が容易である,(3)時間分解能をフレキシブルに設定できる,(4)位相成分の計測が容易になる,(5)将来の自動検出方式の開発につながる,といったメリットがある。FPGAを搭載したインピーダンスプローブのフライト基板ができあがり,電子回路部の調整と出力値の較正,並びに熱試験,温度試験,真空試験,プラズマ内動作試験といった環境試験を行った。これらの環境試験によって正常な動作を確認することができた。従って,平成23年度に打ち上げられることとなった観測ロケットS-520-26号機,S-310-40号機の飛翔時においても,期待通りの動作をし,重要な参照データを取得できると期待される。本研究開発の成果は,学術論文や学会発表という場において公表し,博士論文としてもまとめている。

The answer to this question is: A representative example of this is the electronic density meter, which is mounted on a variety of aircraft. Time/space decomposition can be used to measure the convenience of the system. In this study, we developed a new FPGA to test the reliability of the system. This improvement is aimed at: (1) miniaturization and quantization;(2) easy reuse and improvement;(3) time decomposition capability;(4) easy measurement of phase components;(5) development of automatic detection mode in the future. FPGA mounting, electronic circuit adjustment, output value correction, and thermal test, temperature test, vacuum test, internal action test, environmental test. The environmental test was conducted to confirm the normal operation. In 2006, the company launched the first flight of S-520 - 26 and S-310 - 40 aircraft, and the company expected to conduct the flight. The results of this research are academic papers, academic societies, doctoral theses and doctoral theses.

项目成果

Horizontal structure of sporadic E layer observed with a rocket‐borne magnesium ion imager

• DOI: 10.1029/2009ja014926
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: Journal of Geophysical Research
• 作者: J. Kurihara;Y. Koizumi-Kurihara;N. Iwagami;Tsuneaki Suzuki;A. Kumamoto;T. Ono;M. Nakamura;M. Ishii;A. Matsuoka;K. Ishisaka;T. Abe;S. Nozawa

FPGAを用いた飛翔体搭載用インピーダンスプローブ及びプラズマ波動受信機の開発状況

基于FPGA的飞行物体阻抗探头和等离子波接收器的发展现状

• 发表时间: 2010
• 作者: 鈴木朋憲;他
• 通讯作者: 他

Impact of lithium releases on ionospheric electron density observed by impedance probe during WIND campaign

WIND活动期间锂释放对阻抗探针观测到的电离层电子密度的影响

• 发表时间: 2010
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: Jyunpei Uemoto;et al.
• 通讯作者: et al.

Sheath capacitance observed by impedance probes onboard sounding rockets : Its application to ionospheric plasma diagnostics

探空火箭上阻抗探头观测到的鞘层电容：其在电离层等离子体诊断中的应用

• 发表时间: 2010
• 期刊: Earth, Planets and Space
• 作者: Tomonori Suzuki;et al.
• 通讯作者: et al.

Development of the impedance probe and plasma wave receiver by using FPGA

利用FPGA开发阻抗探头和等离子波接收器

• 发表时间: 2010
• 作者: Tomonori Suzuki;et al.
• 通讯作者: et al.