全方位通信可能な球型フェーズドアレイ無線機の研究

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K14208
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 白根 篤史 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40825254)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 超小型衛星 / 無線通信 / フェーズドアレイ / CMOS / ミリ波

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、超小型衛星による次世代の高速衛星通信の実現に向け、小型・軽量、そして姿勢制御不要な全方位通信が可能な球型フェーズドアレイ無線機を、折り畳み可能な多面体をフレキシブル基板で構成する独自のアプローチによって実現してきた。これまで、小さく畳み、平面に大きく展開する構造が活発に研究されてきたが、アンテナを所望の方向に向ける姿勢制御機構が超小型衛星搭載への課題となっていた。本研究では、アンテナ面積および姿勢制御の両方の課題を同時に解決するため、平面に展開するのではなく、折り畳まれた多面体を立体的に球面に展開する構成をとった。フレキシブル基板を折り畳めるよう、折り曲げ線の上を通る配線をワイヤレス化する構成を提案した。
これまでにフレキシブル基板上にフェーズドアレイ無線機を構成し、折りたためる無線機を作成した。また、折り曲げ線上を通る配線を無くすために無線電力伝送による電力供給手法を提案し、実際に試作評価を行い有効性を確認した。

Research Products

• [Journal Article] A Ka-Band Deployable Active Phased Array Transmitter Fabricated on 4-Layer Liquid Crystal Polymer Substrate for Small-Satellite Mount (2023)
  • Author(s): You Dongwon、Wang Xiaolin、Herdian Hans、Fu Xi、Lee Hojun、Ide Michihiro、Gomez Carrel Da、Li Zheng、Mayeda Jill、Awaji Daisuke、Pang Jian、Sakamoto Hiraku、Okada Kenichi、Shirane Atsushi
  • Journal Title: IEEE Access Volume: 11 Pages: 69522～69535
  • DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3291814
• [Journal Article] A Ka-Band 64-Element Deployable Active Phased-Array TX on a Flexible Hetero Segmented Liquid Crystal Polymer for Small Satellites (2023)
  • Author(s): You Dongwon、Xi Fu、Herdian Hans、Wang Xiaolin、Narukiyo Yasuto、Fadila Ashbir Aviat、Lee Hojun、Ide Michihiro、Kato Sena、Li Zheng、Wang Yun、Awaji Daisuke、Pang Jian、Sakamoto Hiraku、Okada Kenichi、Shirane Atsushi
  • Journal Title: IEEE Microwave and Wireless Technology Letters Volume: 33 Pages: 903～906
  • DOI: 10.1109/LMWT.2023.3264810
• [Presentation] Beam Control Free 28GHz 5G Relay Transceiver and 24GHz Wireless Power Receiver Using On-Chip Butler Matrix (2023)
  • Author(s): Keito Yuasa, Sena Kato, Michihiro Ide, Kenichi Okada, and Atsushi Shirane
  • Organizer: IEEE MTT-S International Microwave Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Ka-Band 64-element Deployable Active Phased Array Transmitter on a Flexible Hetero Segmented Liquid Crystal Polymer for Small Satellites (2023)
  • Author(s): Dongwon You, Xi Fu, Hans Herdian, Xiaolin Wang, Yasto Narukiyo, Ashbir Aviat Fadila, Hojun Lee, Michihiro Ide, Sena Kato, Zheng Li, Yun Wang, Daisuke Awaji, Jian Pang, Hiraku Sakamoto, Kenichi Okada, and Atsushi Shirane
  • Organizer: IEEE MTT-S International Microwave Symposium
  • Int'l Joint Research