2018 Fiscal Year Annual Research Report
One-chip plasma wave receivers for micro-satellites based on analog-digital mixed chips
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15H02136
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小嶋 浩嗣 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (10215254)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プラズマ波動観測器 / ASIC / FPGA / FFT / アナログ・デジタル混載 / ワンチップ / 波動-粒子相互作用 / 多点同時観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[アナログ・デジタル混載チップ]小型プラズマ波動観測器を実現する、専用チップの開発において、本研究課題内で開発をおこなってきたアナログ部、A/D変換部に加え、デジタル部となるFFT処理部のチップ化を行った。これまでのプラズマ波動観測器のFFT処理は、CPUを用いたり、FPGAを用いたりしていたが、本研究では、将来的に、プラズマ波動観測器の完全なワンチップ化を目指す観点から、ASIC上にFFT処理部を設計してチップ化し、その動作の確認を行うことができた。ハードウェア上同じプロセス種のMOSをベースとしたアナログ部、A/D部、デジタル部の設計動作確認ができたため、原理的にすべてを一つのチップ上に組み込んだアナログ・デジタル混載チップの実現が可能であることを示すことに成功した。本研究の成果を踏まえた見込みとしては、すべてのアナログ部、デジタル部を組込み、電磁界6成分を観測することができるシステムが、10mm角のチップ上で実現できると考えている。
[新型スペクトル受信器]波形捕捉型受信器をベースにして、その観測周波数をダイナミックに変更しながら観測を行うことができる新型のスペクトル受信器について、前年度までは、外部接続したコンピュータにより、受信器の制御やFFT計算を行っていたが、このデジタル部分をFPGAに置き換え、アナログ部ASICで1チップ、デジタル部FPGAで1チップという2チップだけで観測してデジタル処理された結果が出力される小型プラズマスペクトル観測器の開発に成功した。これにより、数cm角の二つのチップのみでスペクトル受信器が実現でき、また、その性能は従来、CPUと波形捕捉受信器との組合わせで実現していたスペクトル受信器の性能を、時間分解能、周波数分解能、ダイナミックレンジにおいて、大幅に上回る性能をもつ受信器の実現に目処をつけた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(17 results)
