2018 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, 理工学部, 教授 (80612663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 高行 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60207107)
西山 英輔 佐賀大学, 理工学部, 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 |
従来の無線通信システムでは積極的に利用さ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に，ガンダイオード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，大きく3つのタイプに分けて検討を進めている．1番目のタイプは，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，結合回路に偏波切替変調機能を持たせるものである．また，2番目のタイプは，2つの発振器を結合回路で相互に同期させるとともに結合回路に組み込んだスイッチにより偏波を切り替えるものである．さらに，3番目のタイプは，4つの出力を持つ1つの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の位相を180度反転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，1番目のタイプとして，4つのガン発振器を変調器を組み込んだ結合回路を用いて同期させることについて検討した．各発振器の出力電力・位相について試作検討を行い，4つの発振器が同期することを確認した．今後，アンテナ素子を接続してその特性について検討する．また，3番目のタイプとして，昨年度試作したアンテナを更にブラッシュアップし，国際会議で報告するとともに，性能向上にむけた新しい構成法を考案し，学会大会で発表し，国際会議に投稿した．
また，もう一つの空間パラメータである電波の伝搬方向，すなわち，アンテナの指向性を活用するものとしてこれまでの成果を取りまとめ，RF信号処理による入力振幅比制御型2軸指向性可変アレーアンテナを招待論文として出版した．
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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
発振器・変調器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について検討した．計画では，3つのタイプのアンテナについて検討することとしており，本年度は1番目のタイプのアンテナの検討に着手した．
また，昨年度検討した3番目のタイプのアンテナについては新しい構成を提案し，シミュレーション及び試作によりその特性を把握し，実現性を確認した．また，昨年度検討したアンテナについては特性改善を行い，国際会議で報告した．
さらに，偏波に加えてもう一つの空間パラメータである電波の伝搬方向を制御するアンテナとして，マジックTに入力する3つの信号の振幅比によって指向性を2軸可変にする新しい2軸指向性可変アンテナについて招待論文として出版した．
これらの検討結果は，招待論文1編，査読付き国際会議1件，国際会議招待講演1件，国内会議2件で発表している．
以上より，概ね計画した通り順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は，検討を進めている3つの構成のうちの第3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特性改善を行い，国際会議で発表するに至った．また，マルチポート発振器と位相変調器を一体化したアクティブアレーアンテナの性能向上を目的として新しい構成法を考案し，その実現性を確認し，学会発表を行った．さらに，4つの発振器を結合回路を介して相互同期させる第1の構成について検討を進めた．この第1の構成では，周波数同期を確認したが，出力電力がアンバランスであり，位相関係を精度よく実現することができていない．このため，今後はこの第1の構成についてさらに検討するとともに，マルチポート発振器と位相変調器を一体化した第3の構成について，特性改善を図り学会発表及び論文出版を目指す．
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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，ダイオードなどの半導体デバイスや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，積極的に情報発信を行うことを予定しているので，そのための経費として使用する．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
(8 results)
