2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21246059
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
吉川 公麿 Hiroshima University, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (60304458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 新 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (80144880)
小出 哲士 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (30243596)
茅場 靖剛 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 研究員 (00423377)
熊木 武志 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 研究員 (60452596)
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| Keywords | 集積回路 / アンテナ / 無線通信 / 乳がん / 超広帯域 |
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| Research Abstract |
(1)生体組織内でのUWB電磁波伝搬:生体組織における電磁波伝搬特性をベクトルネットワークアナライザーと同軸ケーブル型プローブを用いて測定した。具体的には豚肉、牛肉の赤身、脂身の特性が乳がんと乳房の周波数特性に近いことを確認し、これらを乳がんのファントムとして用いることが可能になった。6mmターゲットを検出するに必要な解像度を得るにはUWB中心周波数を6GHz以上が必要であるからCMOSの中心周波数を6GHzと決定し、65nmCMOSテクノロジーを採用した。(2)UWBアンテナアレーの設計:UWBアンテナとして、中心周波数を3GHzのボウタイ型ダイポールアンテナアレーを設計試作した。アンテナ利得改善のために反射板として機能するメタマテリアルであるHIS(high impedance surface)付きボウタイアンテナを試作し、伝送利得評価実験を行った。まずHISとしての11×11個の正方形パッチ周期構造(パッチサイズ=7.3mm,パッチ間隔=1mm)とアンテナ長54mm,フレア角90°のボウタイアンテナをFR4(εr=3.8)上に作製した。HISによりアンテナゲインを+4dBi改善できることがわかった。ゴム板を乳房のファントムとして用いた実験で共焦点画像処理し、10mm角ターゲットを検出した。(3)インパルス電磁波信号処理UWB-CMOS:大きさ6mmの腫瘍をデジタル画像として検出するための中心周波数3GHzのUWB信号のサンプリング回路は高速かつ高精度で動作することが求められるので28GSample/sec、4bit精度の高速高精度ADCを設計した。サンプリング回路はトラック&ホールド(T/H)回路、AD変換回路(ADC)と出力されるデジタル信号のエラー訂正をするエラー訂正回路、そして各回路ブロックを同期させるための位相同期ループ(PLL)から構成されている。65nmCMOSテクノロジを用い、サンプリング間隔31.25psecのサンプリング回路を試作・評価し、中心周波数450MHzのUWB信号をデジタル変換することに成功した。
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