漏洩同軸ケーブルによる豪雨の線状モニタリング

Abstract

漏洩同軸ケーブル(LCX)は同軸ケーブルの外部導体表面にスロットが設けられたVHFアンテナの一種であり, 移動体通信用のアンテナとして主に利用されている。豪雨時に受信信号が変動することが経験的に知られているため, この変動を解析することでLCXに沿ってリアルタイムに豪雨を検出できないか検討した。まず, 理想的な状態で人工降雨実験を行った結果, 受信信号のノイズレベルは極めて大きく降雨強度との相関は見られなかった。そこで, 水滴がLCX表面に付着した時に発生する不連続点を検出するため多重解像度解析を使ってノイズ除去を行った結果, ノイズに埋もれた降雨による変動を抽出することができた。実降雨実験データにこのMRAを適用した結果, 約40mm/h以上の豪雨については, 検出することに成功した。これにより, 既に日本中に設置されたLCXネットワークを用いて豪雨を検出できる可能性を示せたと考 えられる。

Use of Leaky Coaxial cable (LCX) of a VHF/UHF antenna is proposed to monitor intensity of heavy rains along the cable in real time. Using a pair of LCXs with a transmitting antenna and a receiving antenna installed in parallel each other, receiving signals at arbitrary locations along LCX can be determined. For quantitative evaluation between rainfall intensity and the LCX signals, an artificial rainfall experiment was conducted. The LCX signal was nonstationary, and a component of fluctuation due to rainfall was below a noise floor. For denoising, a multiresolution analysis using a Daubechies wavelet was applied to the signals. As a result, the component of the fluctuation due to rainfall was extracted, and one-minute rainfall intensity of the artificial heavy rains was detected successfully. Conducting a field rainfall experiment using the dual LCX system as well, real heavy rains were also detected from a noisy signal using MRA.