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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2025-12-08 15:05 クロスダイポールアレーを用いた到来波のDOAおよび偏波の推定における四元数圧縮センシングの適用 ○菊間信良・田中裕士・榊原久二男・杉本義喜（名工大）  SANE2025-94 |
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| 抄録 | （和） | 無線通信の急速な発展および高周波化に伴って電波の到来方向 (DOA) 推定の重要性が高まっている．アレーアンテナを用いた複数到来波のDOA推定手法としては，MUSIC法やESPRIT法などの高分解能推定法が広く知られているが，アンテナ素子にクロスダイポールなどのベクトルセンサを用いると，受信電界の直交2成分を取得できるので，DOAに加えて到来波の偏波情報を得ることが可能となる．DOAと偏波パラメータを同時に推定する手法はこれまでにも報告されており，その中で四元数（quaternion）を用いたMUSIC法やESPRIT法の有効性が示されている．四元数は複素数を拡張した数体系であり，虚数単位 i, j, k を用いて4つの実数あるいは2つの複素数で表現される．本研究では，四元数を基盤とした圧縮センシングによりDOAおよび偏波パラメータを推定する手法を検討する．具体的には，圧縮センシングの代表的手法であるISTAおよびFISTAを四元数に拡張し，偏波パラメータの推定を可能とする四元数ISTA (Q-ISTA) および四元数FISTA (Q-FISTA) を提案する．そして，計算機シミュレーションにより，Q-ISTAとQ-FISTAによるDOAならびに偏波パラメータの推定特性を明らかにする． |
| （英） | The rapid advancement of wireless communications and the shift toward higher frequencies have heightened the importance of estimating the direction of arrival (DOA) of radio waves. Among methods for estimating the DOA of multiple arriving waves using array antennas, high-resolution estimation techniques such as MUSIC and ESPRIT methods are widely recognized. When vector sensors such as crossed dipoles are employed as antenna elements, two orthogonal components of the received electric field can be obtained, so enabling the acquisition of not only the DOA but also the polarization information of each incident wave. Several methodologies for estimating polarization parameters in conjunction with DOA have been presented. Among them, the effectiveness of MUSIC and ESPRIT methods using quaternions has been demonstrated. A quaternion is an extended number system of complex numbers, which is composed of four real numbers or two complex numbers using the imaginary units $i$, $j$, and $k$. This study investigates a method for estimating DOA and polarization parameters using quaternion-based compressed sensing. Specifically, we extend the representative compressed sensing methods ISTA and FISTA to quaternions, proposing Quaternion ISTA (Q-ISTA) and Quaternion FISTA (Q-FISTA) to enable polarization parameter estimation. We then clarify the estimation characteristics of DOA and polarization parameters using Q-ISTA and Q-FISTA through computer simulations. | |
| キーワード | （和） | アレーアンテナ / クロスダイポール / 到来方向推定 / 偏波推定 / 圧縮センシング / 四元数 / / |
| （英） | array antenna / crossed dipoles / DOA estimation / polarization estimation / compressed sensing / quaternion / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 280, SANE2025-94, pp. 58-63, 2025年12月. | |
| 資料番号 | SANE2025-94 | |
| 発行日 | 2025-12-01 (SANE) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SANE2025-94 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SANE |
| 開催期間 | 2025-12-08 - 2025-12-08 |
| 開催地（和） | 明治大学駿河台キャンパス |
| 開催地（英） | Meiji University Surugadai Campus |
| テーマ（和） | レーダ画像処理・信号処理、電磁波計測、機械学習及び一般 |
| テーマ（英） | Radar image processing, Signal processing, EM measurement, Machine learning and general |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SANE |
| 会議コード | 2025-12-SANE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | クロスダイポールアレーを用いた到来波のDOAおよび偏波の推定における四元数圧縮センシングの適用 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Application of Quaternion Compressed Sensing in Estimating DOA and Polarization of Incident Waves Using a Crossed-Dipole Array |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | アレーアンテナ / array antenna |
| キーワード(2)（和/英） | クロスダイポール / crossed dipoles |
| キーワード(3)（和/英） | 到来方向推定 / DOA estimation |
| キーワード(4)（和/英） | 偏波推定 / polarization estimation |
| キーワード(5)（和/英） | 圧縮センシング / compressed sensing |
| キーワード(6)（和/英） | 四元数 / quaternion |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 菊間 信良 / Nobuyoshi Kikuma / キクマ ノブヨシ |
| 第1著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 田中 裕士 / Yuji Tanaka / タナカ ユウジ |
| 第2著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 榊原 久二男 / Kunio Sakakibara / サカキバラ クニオ |
| 第3著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 杉本 義喜 / Yoshiki Sugimoto / スギモト ヨシキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学 (略称： 名工大) Nagoya Institute of Technology (略称： NITech) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2025-12-08 15:05:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | SANE |
| 資料番号 | SANE2025-94 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.280 |
| ページ範囲 | pp.58-63 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2025-12-01 (SANE) |
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