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The studies on the specifications of the BBM (Bread Board Model) of the enhanced synthetic aperture radar S-SAR (Super Synthetic Aperture Radar) have been conducted. The S-SAR is planned for observation using two frequencies with two polarization. Data reduction technique has been investigated based on the irreversible compression method since the reversible method has been found to be not suitable for SAR data by the previous study. The data compression ratio and the influence on the specifications of the S-SAR have been analyzed using the actual data obtained with the airborne SAR. It is found that the BAQ (Block Adaptive Quantization) method or the MSB (Most Significant Bit) method can compress the amount of data into approximately a half. S-SAR system has been evaluated by applying the mission requirements in light of the preconditions. The preliminary specifications of the S-SAR have been updated., 高性能合成開口レーダS-SAR(スーパ合成開口レーダ)のBBM(ブレッドボードモデル)の仕様に関する研究を行った。S-SARは2周波2偏波観測を目指している。既研究により可逆圧縮方式はSARデータ量低減には適していないことが分かったので、非可逆圧縮方式に基づいたデータ低減手法を検討した。データ低減率およびS-SARの仕様に及ぼす影響を、航空機搭載実験により得た実データを用いて解析した。BAQ(ブロック適応量子化)方式あるいはMBS(最上位ビット)方式がデータ量を約半分に低減可能であることが分かった。S-SARシステムを前提条件の基にミッション要求条件を適用して評価した。S-SARの1次仕様案を更新した。

NASDA Special Publication, 宇宙開発事業団特別報告

It is important to understand, on the global scale, the distribution and transformation of the atmospheric trace components such as ozone, chlorine oxides, bromine oxides, nitrogen oxides, and hydrogen oxides, which are located from the upper troposphere through the stratosphere, and to the mesosphere, in the study on the global warming and ozone layer destruction. An effective method for this purpose is to install a submillimeter wave sounder on an Earth orbiting platform, and to observe the emission line spectra of the relevant molecules. In this study, a conceptual design phase for onboard submillimeter sounder systems was performed. The main core of the system design was composed of the system design for JEM (Japanese Experiment Module) exposed facility, the technology development for future onboard versions which are anticipated for submillimeter limb emission sounders and the technical adjustment of the user's demands to the supply side at JEM. In conclusions, a conceptual plan for the main system specifications was presented, which included a rough configuration of the sounder system, the block diagrams and the time schedules for the development up until the year of 2004., 地球温暖化やオゾン層破壊の研究において、対流圏上層部から成層圏および中間圏にかけて、大気中の微量成分であるオゾン、塩素酸化物、臭素酸化物、窒素酸化物、および水素酸化物などの分布や変性過程を地球規模で理解することが重要である。このような情報を得る方法として、地球を周回飛行する軌道プラットホームにサブミリ波サウンダを搭載して、微量成分から放射される輝線スペクトルを観測するシステムが有効な手段である。本研究は、全地球的規模で大気環境変化を把握するための、サブミリ波サウンダ搭載実験システムの概念設計を検討した。このシステム設計検討の基本線はJEM(日本宇宙ステーション実験モジュール)曝露部の具体的システムの設計、将来型搭載用サブミリ波リム放射サウンダ開発の基本技術システムの開発、JEMの供給側を考慮しユーザ要求との整合性を図ることであった。その結果、システムの主要仕様案、概略形状、ブロック図、2004年までの開発計画を提示した。

Studies on a high-performance Super Synthetic Aperture Radar (SSAR) are reported. First, technologies of data reduction, which is one of the critical element for the development of SSAR, were examined and evaluated. The SSAR operates simultaneously on two channels, and hence generates an enormous amount of observation data. However, the data transmission rate was limited by the maximum transmission rate from the spacecraft to the ground station. Evaluation of known methods for data reduction was made in terms of the data compression ratio and the quality of the imaged data. It was shown that a non-reversible Block Adaptation Quantization (BAQ) method would be effective for the reduction of the SSAR transmission data. Secondly, the system specifications of the SSAR were prepared based on the mission goals and prerequisite conditions., 高性能スーパ合成開口レーダ(SSAR)の研究を報告した。最初にSSARの開発上の重要な要素であるデータ整理について検討評価した。SSARは2チャンネル同時に稼働するため、膨大な量のデータを発生する。しかしながら、データの伝達速度は衛星から地上局へのデータ伝達の最高速度によって制限される。既存のデータ整理法をデータの圧縮率および得られたイメージの画質について評価した。この結果、不可逆的圧縮法の1つである、ブロック適応量子化(BAQ)法がSSAR伝達データの圧縮に効果的であることを示した。次に、SSARシステムの仕様を衛星打ち上げ計画の目的と前提条件に基づいて作成した。

In investigating the mechanism of greenhouse effect and ozone layer depletion, it is essential to obtain information about the distribution and photochemical processes of trace gases such as ozone, and oxides of chlorine, bromine, nitrogen and hydrogen, which exist in a region from the upper troposphere to the stratosphere and mesosphere. For these observation, a space-borne submillimeter wave sounder is expected to be effective. This study focused on the design of a space-borne Experimental Submillimeter and Millimeter wave Limb Emission Spectrometer (ESMILES), the fabrication of a 270 GHz-band Superconductor-Insulator-Superconductor (SIS) mixer, and the preparation of a software for the design. The ESMILES will be installed on the Japanese Experiment Module (JEM) of the International Space Station, for the measurement of trace gas distribution in the atmosphere. A low-noise SIS mixer is one of the critical elements for the development of ESMILES, and is required for the construction of a heterodyne receiver for observing low-intensity bright-line spectra with high resolution. As the superconductor, niobium (Nb) was chosen. Niobium has the critical temperature of 9.2 K, and approximately 4 K is needed to obtain sufficient non-linear performance. A 270 GHz mixer was designed and constructed, and its characteristics were measured. A software was developed to evaluate the millimeter and submillimeter spectra which were radiated from trace gases. In conclusion, the required fundamental characteristics of the 270 GHz mixer were confirmed., 温室効果やオゾン層破壊のメカニズムの研究には上部対流圏から成層圏および中間層にかけて分布するオゾン、および塩素、臭素、窒素、水素の酸化物などの微量成分の分布と光化学過程についての情報を得ることが不可欠である。この目的のためには衛星搭載のサブミリメートル観測装置が有効である。本研究は衛星搭載のESMILES(Experimental Submillimeter and Millimeter wave Limb Emission Spectrometer)の設計、270GHz帯の超伝導体-絶縁体-超伝導体(SIS)ミキサの製作、および設計ソフトウェアに関するものである。ESMILESは微量成分気体の大気分布を測定するために、国際宇宙ステーションの日本宇宙ステーション実験モジュール(JEM)に搭載される予定である。低ノイズのSISミキサはESMILES開発の重要な要素のひとつであり、微量成分気体の微弱な輝線スペクトルを高分解能で観測するためのヘテロダイン受信機の製作に必要である。超伝導体としてニオブ(Nb)を選んだ。Nbの臨界温度は9.2Kであり、十分な非線形性能には4K付近が要求される。270GHzのミキサを設計製作し、その特性を測定した。微量気体から放射されるミリメートルおよびサブミリメートル波のスペクトルを解析するためのソフトウェアを開発した。結論として、本研究において、270GHzのミキサの要求される主要性能を確定した。