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。

在2022年，在2022年，在2022年的以下（a）到（c）问题，以实现伪尺度模型实验系统，该模型支持了两个大气层和水下的层次，包括最新的波浪效应。 （a）验证伪尺度模型：通过FDTD方法进行数值模拟和水族馆实验，定量阐明了从量表因子的光谱尺度和电场分布的变化。此外，使用FDTD方法通过数值模拟和水族馆实验来量化它，即在波源附近的条件下，大气中的伪尺度模型和与拉坦波效应相对应的海洋中的两个层次问题是适当的。 （b）伪尺度模型实验系统的翻新：我们在实现MHz频带中的伪尺度模型实验系统时解决了两种实验翻新，并解决了对恶性电流和天线基本隔离问题的影响。 （B-1/B-3）实现了一个可以完全隔离的机械RF开关，将接收水平与使用电子RF开关进行比较，并确认两个开关几乎没有差异。另外，将测量系统中发生的（B-2）致命电流的作用与存在或不存在铁氧体核的作用进行了比较，并确认没有主动差异。似乎是不合格电流的影响的现象被认为是由于水面上接收天线的微妙默认值所致。 （c）使用伪尺度模型验证水下位置估计系统：可以在实验室中安装，该问题估算了由于接收信号振幅的接收信号幅度，该问题估算了水下传输天线的位置在伪尺度模型实验中进行的3D传输特性测量和相关的数值模拟已完成。研究代表ISHII正在考虑的简单位置估计算法证实了位置估计的潜力。