2017 Fiscal Year Research-status Report
新しい無線通信方式を実現する空間波動信号処理アクティブアレーアンテナの研究
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17K06429
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
豊田 一彦 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80612663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 高行 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60207107)
西山 英輔 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30295026)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アクティブアンテナ / RF信号処理 / 空間波動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の無線通信では積極的に用いられてこなかった電磁波の空間パラメータである偏波を積極的に活用するため，ガンダイオードを用いた高周波発振器と偏波切替用の変調器およびアンテナを一体化したアクティブアレーアンテナについて検討した．
発振器と変調器を一体化したアクティブアレーアンテナの構成法としては，大きく3つのタイプに分けて検討を進めている．1つ目のタイプは4つの発振器を結合回路を介して相互に同期させるとともに，結合回路に装荷した非線形デバイスを制御することにより偏波変調を実現しようとするものである．また，2つ目のタイプは2つの発振器を結合回路で同期させるとともに結合回路に装荷したスイッチにより偏波を切り替えようとするものである．さらに，3つ目のタイプは4つの出力端子を持つマルチポート発振器にそれぞれアンテナ素子を接続し，水平または垂直偏波用の信号を変調することにより偏波を切り替えようとするものである．
本年度はまず2番目のタイプとして，2つの発振器と変調器を組み込んだリングスロットアンテナによる構成を提案し，リングスロットアンテナを介して2つの発振器が同期して発振すること，リングスロットアンテナに装荷したPINダイオードによるスイッチングで±45度の偏波が切り替えられることを確認し，論文として投稿した．
さらに，3番目のタイプとして，4出力マルチポートガン発振器とPINダイオードスイッチを用いた位相変調器，そしてこれにアレーアンテナを一体集積化した構成について検討し，その基本的な検討結果を研究会および学会大会で発表した．
さらに，電波の到来角度を2軸で推定できる到来角推定アンテナを新しく提案し，論文として発表した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マイクロ波回路と平面アンテナを一体複合化することによって高周波（RF）領域で送信信号を信号処理する偏波切替え機能を有するアクティブアレーアンテナの3つの構成法について検討した．その結果，複数のガン発振器とスイッチ機能付き結合回路により偏波切替え機能を持つアクティブアレーアンテナが実現できること，マルチポート発振器と位相変調器を一体化した偏波切替え機能を持つアクティブアレーアンテナが実現できることを確認した．
また，偏波に加えてもう一つの空間パラメータである電波の到来方向を推定するアンテナについて，2枚の基板を用いたリングスロットアンテナにマジックTを組み込むことで2軸での到来角推定が実現できる新しい構成のアレーアンテナを提案し，試作により実現性を確認するとともに，その性能について評価した．
これらの検討結果は，論文1件，論文採録2件，学会大会1件，研究会3件，展示会1件で発表を行っている．
以上，概ね計画した通り順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，検討を進めている3つの構成のうち1つの構成である複数のガン発振器とスイッチ機能付き結合回路により偏波切替え機能を持つアクティブアレーアンテナについては十分な結果が得られ，論文採録に至った．また，もう一つの構成であるマルチポート発振器と位相変調器を一体化した偏波切替え機能を持つアクティブアレーアンテナについても検討を進め動作原理を確認することができた．このため，今後は，2番目の構成についてさらに検討を進め，偏波切替精度の向上について検討を進めるとともに，4つの発振器を結合回路を介して相互に同期させるとともに，結合回路に装荷した非線形デバイスを制御することにより偏波変調を実現することについても検討を進める．
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| Causes of Carryover |
（理由）研究が順調に進捗し，試作回路・試作アンテナの個数が当初予定していたよりも少なくて済んだ．このため，ダイオードやトランジスタなどの半導体デバイス，誘電体基板の購入費を節約することができ，経費を有効に利用することができたためである．
（使用計画）本年度の研究で良好な結果が得られたため，次年度以降は研究を更に進展させる．このために試作回路・試作アンテナの数が増えると見込まれる．また，十分な性能が得られた場合，製造上のばらつきなどについても検討する必要があり，このためにも基板や半導体デバイス，コネクタなどが多数必要となるため，これらの購入費とする．
また，先端技術の動向を調査するため，国際会議などへの参加を予定しており，そのための旅費として使用する予定である．
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Research Products
(9 results)
