[P-EM14] 太陽圏・惑星間空間

[PEM14-05] 次世代IPS観測装置の開発: 科学検討と実験機

*岩井 一正¹、徳丸 宗利¹、藤木 謙一¹ (1.名古屋大学 宇宙地球環境研究所)

キーワード：太陽風、コロナ質量放出、電波観測

太陽風中の擾乱が電波を散乱することで惑星間空間シンチレーション（IPS）現象が発生する。名古屋大学では327MHz帯域において、最大約4000平方メートルの物理開口面積を持つシリンドリカルパラボラアンテナからなる独自のIPS観測装置を開発し、国内3カ所に設置することで、地上電波観測から太陽風の観測に取り組んできた。本研究では、次世代の太陽圏研究に向けたIPS観測装置の開発について、科学検討と実証実験機の開発の進捗状況を報告する。
　太陽風の加速機構解明のためには、惑星間空間における太陽風と、太陽における流源領域の関係を解明する必要がある。IPS観測ではトモグラフィーの手法を用いて太陽圏における太陽風の分布を導出できるが、既存装置の太陽風の空間分解能を太陽表面に投影すると2〜3分角に相当する。これは活動領域やコロナホールなどの大きな構造を分解する事は可能だが、活動領域近傍の上昇流など太陽風の分布に関与しうる磁場構造の空間スケールを分解するには1分角以上の分解能が必要である。そのため、次世代装置は現在の10倍のIPS観測数を実現し、空間分解能として約3倍を実現することを目標とし、アンテナ系の視野を広くする平面フェーズドアレイや、同時に複数の電波天体を観測できるマルチビームのビーム数の検討を行なった。
　実証実験機の開発としては、多数の入力信号を同時にデジタル化し合成できるデジタルフェーズドアレイ装置の開発を行っている。8つのアナログ入力ポート、8つのアナログデジタル（AD）変換、1つのFPGA、1つの10Gbit Ethernet出力が実装されたデジタルフェーズドアレイの実証実験機を開発し、FPGAにデジタルビームフォームの実装を完了している。今回は、基準信号を用いた自動較正システム部分を開発し、FPGAに実装した。本較正システムでは、デジタル信号処理で各入力信号の位相と振幅が等しくなるよう調整できる較正テーブルを自動的に作成する。較正テーブルを次から入力される観測信号に適応することで、各アンテナや受信機の持つ利得・位相差を簡単に補償できる。また実際の信号を用いた実験で本自動較正システムが機能することを確認した。