天候や昼夜の影響を受けずに物体の多変数データを取得できる構造化電波を原理検証：宇宙開発

日立製作所は、人工衛星を活用した地球観測において、天候や昼夜の影響を受けずに物体の形状や動き／材質など複数の特徴を同時取得できる「構造化電波」技術の原理検証に成功した。災害監視やインフラ管理、環境モニタリングに貢献する。

[MONOist]

　日立製作所は2025年8月5日、人工衛星を活用した地球観測において、天候や昼夜の影響を受けずに物体の形状や動き／材質など複数の特徴を同時取得できる「構造化電波」技術の原理検証に成功したと発表した。災害監視やインフラ管理、環境モニタリングの高度化に貢献するとしている。

構造化電波を利用した地球観測のイメージ図［クリックで拡大］ 出所：日立製作所

　構造化電波は、電波の波面構造や偏波状態、位相、周波数などを組み合わせて生成するもので、今回は渦状の波面（OAM：軌道角運動量）を重ね合わせた形状を利用した。同技術は、観測対象に合わせて波面や偏波状態を自在に設計、制御できる。渦状波面を持つ構造化電波の状態を視覚的に確認しながら観測対象に最も感度や精度の高い電波を選択し、高精度な観測が可能になる。

従来の平面波（左）と、今回開発した構造化電波（右）の比較［クリックで拡大］ 出所：日立製作所

　また、構造化電波の周波数成分を解析し、OAMスペクトルやドップラー成分を高感度で検出できる技術を開発した。対象物の形状や材質、動きなどの情報を同時に取得でき、インフラの異常兆候や災害リスクの早期発見が可能になる。構造化電波が物体に当たって反射、散乱した際の波形や性質の変化を可視化して解析する手法も開発しており、観測結果を直感的に理解しやすくしている。

　実証として、8素子円形スピーカーアレイを用いた構造化音波の生成、受信実験を行った。その結果、波形構造を制御し、OAMスペクトル検出の有効性確認と多変数データを取得できることを確認した。同社は今後、パートナー企業や大学と連携し、実際の電波を用いた実証と社会実装を進め、インフラ管理の効率化や災害リスク低減、環境負荷の低減に貢献していく方針だ。

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