2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on sub-terahertz-band wireless system with fiber-optic speed
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18H03781
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
藤島 実 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (60251352)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 毅 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (30397989)
天川 修平 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (40431994)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 無線通信 / テラヘルツ / 300GHz帯 / ミキサ / トランシーバ / CMOS / 低雑音増幅器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長距離無線通信において光通信と同等のデータレートを実現するWiFOSの実用化に向けた回路の実証と理論的検討を行った。通信距離と搬送周波数には直接的な関係がないことを理論的に明らかにし，300GHz帯を含むサブテラヘルツ通信による長距離通信が理論的に可能であることを示した。また、超高速通信の周波数帯を増やすためには、受信アンテナの大きさを維持したまま、送信機の等価等方性放射電力（EIRP）を大きくする必要があることを示した。EIRPを向上させるためには、フェーズドアレイ方式による送信アンテナのビーム制御や利得改善が必要となる。フェーズドアレイに使用する送信素子の出力が1mWであっても、16,384素子からなるフェーズドアレイシステムであれば、100kmの通信距離を実現することができる。CMOS送信機で使用される最終段ミキサの線形性と飽和出力電力を最大にするための信号電力の最適値があることを発見し、フェーズドアレイシステムを使用する際に送信素子の出力電力を0dBmに設定する道を拓いた。また、受信機の雑音指数を低減するために、昨年度に引き続き、雑音に関する回路不変量である雑音測度を用いた低雑音増幅器の設計手法を検討しました。雑音測度を最小化することで得られる上限性能は、理論的な限界性能よりもやや低いものの、設計が容易であり、実用上のメリットがある。また、ミキサの設計についても検討し、大信号動作点での小信号応答を、周波数変換も考慮したシグナルフローグラフで表現すると、理論的に検討しやすいことがわかった。また、非接触プロービングの技術については、ダイポールアンテナの回路モデルと金属のドルードモデルを用いてモデル化し、電磁界解析によってその有効性を確認した。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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