cos θ 振幅応答アンテナを用いた到来方向推定法の検討

稲葉 敬之  高田 潤一  荒木 純道  坂本 禎治郎  柳沢 基  

誌名
電子情報通信学会論文誌 B   Vol.J84-B   No.7   pp.1344-1357
発行日: 2001/07/01
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Print ISSN: 1344-4697
論文種別: 論文
専門分野: アンテナ,伝搬
キーワード: 
超伝導量子干渉素子,  SQUID,  ELF,  DOA,  MUSIC,  ESPRIT,  DF アンテナ,  

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あらまし: 
現在,HF帯などの低周波電磁波の到来方向を計測する場合,ループアンテナなどが用いられている.しかし,海中通信,地中資源探査,火山活動観測,自然電磁波観測などのより低周波帯の計測では,受信電力感度は周波数が低くなるとともに低下するという課題がある.そこで本論文では,超高感度な磁気センサとして知られる超伝導量子干渉素子(SQUID : Superconducting QUantum Interference Device)を利用し,低周波電磁波の到来方向推定のための小型磁気アンテナを構築することを目的とし,その第一歩として以下に示すアンテナ構成,到来方向推定法について提案する.(1)振幅応答型の低周波広帯域アンテナとして,入射電磁波の波長に比べ無視できるほど小径の円周上にSQUID素子を配置した実数のcos θモードベクトルをもつSQUIDアレーを考える.(2)実数のcos θモードベクトルをもつアンテナに対し,高分解能到来方向推定法として知られているESPRITやMUSICの推定原理の枠組みのなかで到来方向推定法を考察し推定法を導出する.得られた推定法は結局,固有展開を行うことなく相関関数のビーム部分空間変換後の(-1)と1の基本波の位相差を求める簡易な推定式に帰着することを示す.計算機シミュレーションにて,この推定式により現実に想定される有限個の素子数,スナップショット数において0.2~2 degの推定精度が得られることを示す.