2019 Fiscal Year Research-status Report
空間固有モードを活用した通信、センサー用デバイスの研究
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19K04387
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
斉藤 昭 電気通信大学, 先端ワイヤレス・コミュニケーション研究センター, 客員教授 (80536920)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 情報通信工学 / アンテナ理論 / MIMO / 軌道角運動量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
通信応用の研究に関しては、信号波と干渉波の比(SINR)の一層の向上を図った。すでにループアンテナアレイ間の特性を、一般化行列に摂動論を用いて解析することで、0次微小量の解析からループ半径を最適化することで信号波を最大化し、1次微小量の解析から送受アレイ間の端子方位を180度反転させることで、干渉波では最大となる隣接次数のアンテナ間の干渉波を最小化できることを示していた。この場合2次の微小量である2次離れの干渉波がSINRを規定してたので、昨年度は2次微小量の解析を行った。2次微小量の摂動項では、信号波の大きさを保持すると、送受ループアンテナ間の端子方位を変えても干渉波は抑制できない。一方、送信アレイ内の端子方位を制御すれば、アレイ内の2次離れアンテナ間の相互アドミタンスを小さくする端子方位で、干渉波が抑制できることがわかった。この端子方位は1次と3次のアンテナでは端子方位の差は概ね90度、2次と4次のアンテナでは概ね45度あるいは135度となることを解析的に導いた。これをもとに送受とも4素子アレイの数値計算を行い、SINRが32.5dB(従来28.9dB)と3.6dBの改善を得た。
センサー応用の研究に関しては、OAM波を用いた到来方向推定の基礎検討として（θ0,φ0）方向から偏波（Eθ、Eφ）の平面波が4素子ループアンテナに入射した場合の受信電流の解析を行った。4素子ループアンテナの各アンテナ上でほぼ単一の1，2，3，4次の電流展開係数が支配的となるようループ半径を制御した場合について、受信電流の偏波・到来方向依存性を求めた。この解析式と直交性を用いて到来方向、偏波が推定できるので、今年度はその導出方法を定量的に検討する。
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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
当初目標とした（１）通信応用の研究に関する信号波と干渉波の比(SINR)の一層の向上、（２）センサー応用の研究に関する、OAM波動間のφ方向空間分布の違いから得られるφ方向の情報の解析とも、目標通り達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通りに進捗しており、来年度も当初計画通り研究を進める。
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| Causes of Carryover |
学会の中止等で旅費が不要となったこと等で使用額が少なくなった。残りの金額は来年度の試作、学会発表を増やして実験的検証を促進するとともに成果の発表を推進する。
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