時間領域 Full wave 解析を用いた電離圏下部電子密度推定法に関する研究
◦ 三宅壮聡, 石坂圭吾 (富山県大), 芦原佑樹 (奈良高専), 村山泰啓, 川村誠治 (NICT),長野勇 (金沢大)、岡田敏美 (富山県大)
Study on the estimation method of the electron density proﬁlein the lower ionosphere with time domain Full wave analysis
◦Taketoshi Miyake, Keigo Ishisaka(TPU), Yuki Ashihara(NNCT), Yasuhiro Murayama,Seiji Kawamura(NICT), Isamu Nagano(Kanazawa Univ.), Toshimi Okada(TPU)
MF radar estimates the electron density proﬁle in the lower ionospheric D and E regions at the
altitude from 60km to 100km by using the partial reﬂection information of MF radar transmission wave.
However, it is diﬃcult to observe precise electron density proﬁle in the lower ionosphere continuously
with the present MF radar system.
In this study, we are going to simulate the observation process of the present MF radar system with
using time domain Full wave method, and investigate the observation method to observe the precise
electron density proﬁle in the lower ionosphere. DAE is a technique to estimate the electron density
proﬁle from the diﬀerential amount between the left and the right polarized waves reﬂected by the lower
ionosphere. We have simulated the ovservation process of MF radar and examined the problem and
improvement points with time domain Full wave analysis, which can treat time evolution of pulse waves
used in MF radar system. We found some parameters used in DAE method are not appropriate. We
can estimate more accurate electron density proﬁles by using appropriate parameters in DAE method.
These appropriate parameters can be found by iterating DAE method.
MF レーダは左旋性および右旋性偏波の電波を鉛直に打ち上げ、それらの分反射情報から下部電離圏 D，E
領域の電子密度を推定している。しかし、D 領域高度の電子密度は数十～1000 個/cc 程度と小さく、電子密
度推定のための手法も確立されていないため、現時点では精度の高い観測を連続的に行うことは困難である。
本研究では MF レーダの観測手法を時間領域 Full wave 法を用いてシミュレーションし、電離層下部の電
子密度を連続的に観測する方法を検討する。現在 MF レーダを用いた電離圏下部電子密度推定に用いられて
いるアルゴリズムとして DAE 法がある。DAE 法とは電離圏 D，E 領域で分反射される左旋性偏波と右旋性
偏波の反射量の違い（受信電波比）から電子密度を推定する手法である。しかし、DAE 法には電子密度を求
める計算式の中に変数として電子密度が含まれているという矛盾があるなど、いくつかの問題点がある。そこ
で、これまで単一周波数電波の定常状態しか扱えなかった Full wave 法にパルス波の時間変化を取り扱えるよ
うに改良をした時間領域 Full wave 解析法を開発し、この手法を用いたシミュレーションによって DAE 法を
再現してその問題点・改良点の検討を行った。その結果、DAE 法に用いられている反射係数 RX/RO の低高
度部の値に問題がある事がわかり、修正を加えた。また、吸収係数 (kX − kO)/N は条件によりいくつかのパ
ターンを使い分けることで電子密度推定精度が向上することを見出した。この吸収係数 (kX − kO)/N につい
て最適な値を再帰的に求めることにより、精度の高い電子密度高度分布の推定が可能であると考えられる。