研究紹介 of 齋藤宏文研究室


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 悪天候でも地表を観測できるマイクロ波合成レーダを、100kg級の小型衛星に搭載する研究開発を行っています。ロケット搭載時には0.7m × 0.7m × 0.7mのサイズに収納でき、軌道上で展開して、4.9m × 0.7mになる展開式スロットアレイアンテナや、窒化ガリウムの高効率マイクロ波増幅器や合成器の開発を行っています。目標性能は地上分解能3mを狙います。低価格な小型衛星の利点を活かして、多数のレーダ衛星を打ち上げて、いつでもどこでも地球が観測できるシステムを目指します


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研究室で,70kg、5億円の小型衛星を研究室で学生参加で開発し,バイコヌールから2005年打ち上げ.現在も,衛星は健全に動作し,研究室にて毎日運用中,平成21年度航空宇宙学会技術賞受賞.

LinkIconIAC-10.SMALL SATELLITE REIMEI FOR AURORAL OBSERVATIONS
LinkIcon2009,日本航空宇宙学会技術賞,Small Scientific Satellite “REIMEI” and Prospects for Small Earth Observation Satellite


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れいめい衛星には、カーナビ用のGPS受信機を宇宙用に改造したもの(写真)開発して搭載しました。その実績を受けて、現在ではロケット搭載用のGPS受信機の開発を行っています。ロケットは急激に姿勢変化をするので、複数のアンテナを配置してこれを組み合わせる処理により連続的に信号を受信できるアンテナダイバーシティー方式を採用しています。毎年打ち上げる観測ロケットに搭載して、開発成果を実証していくやり方で進めています。JAXAのH2やイプシロンロケットにも適用されていく予定です。GPS.png

小型の衛星姿勢センサとして有望な光ファイバージャイロ、宇宙放射線に耐性のあるSOIデバイス、衛星搭載のリチウムイオン電池とその制御の研究なども行っています。.


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現在では、小型衛星による地球観測は光学観測が主体です。将来は、夜間や荒天候時にも観測できるマイクロ波リモートセンシングミッションを、小型衛星によって実現できるようにしようと考えています。例えば、複数の小型衛星が分担して送信と受信を行う、バイスタテック合成開口レーダー(SAR)が有望です。まず、GPS電波が地表で反射した信号を偏波測定して、土壌水分量や植生をどのようにセンシングできるか、屋外実験や解析を行っています。

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従来、れいめいのような小型衛星では高々100kbpsbps程度の通信速度しか実現できませんでした。これでは1日に、衛星から撮像した数10枚の画像しか地上に伝送できませんでした。
これを飛躍的に高速化(2000倍!)して大量な画像データも伝送できるように、300Mbpsのダウンリンク通信ができるようなシステムを開発しています。衛星搭載送信機に電力変換効率の高い半導体増幅器を採用し、そこで入り込む符号間干渉と非線形飽和特性が組み合わさった波形ひずみを、通信工学における、符号間干渉を緩和するナイキストフィルター、非線形性を緩和するプリディストーション技術、地上局におけるターボ等化技術等の利用によって回避する研究を行っています。これらの成果は、上に述べた2014年頃に打ち上げられる小型衛星に適用され、研究棟屋上のアンテナと受信装置を用いた実証実験を実施します。


小型の衛星姿勢センサとして有望な光ファイバージャイロ、宇宙放射線に耐性のあるSOIデバイス、衛星搭載のリチウムイオン電池とその制御の研究なども行っています。