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Research on cooperation between transceiver and two-dimensional waveguide and its application to IoT sensor systems

Research Project

Project/Area Number 20H04182
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionKochi University of Technology (2021-2023)
Nanzan University (2020)

Principal Investigator

Noda Akihito  高知工科大学, システム工学群, 准教授 (60713386)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords二次元通信 / backscatter通信
Outline of Research at the Start

本研究で扱う二次元通信とは,電磁波を空中に放射するのではなく,二次元のシート状媒体に沿って伝送する形態の通信方式を指す.先行研究では,既存の通信機器のアンテナから先を二次元導波路およびそれ用の近接カプラに単純に置き換えただけにとどまる.本研究では,導波シートが通常の空間とは異なり人為的に特性を調整可能な特異な電波伝搬環境である事実に着目する.特にIoT 環境への応用を想定し,センサ端末などに対し,それ本来の小型・低電力性を犠牲にすることなく通信機能を付与できるように,二次元通信の特異な伝送特性のもとで,従来の標準的アーキテクチャからどのように転換するべきか,という問いに挑む.

Outline of Final Research Achievements

This research focused on the fact that in two-dimensional communications, where electromagnetic waves are transferred via a waveguide sheet, more functionalities can be embedded into the waveguide. As an example of our achievement, a prototype backscatter transmitter circuit achieved 3 Mb/s data rate, while RF oscillators and RF amplifiers were eliminated from the circuit, and a carrier wave (2.4 GHz, 10 dBm) was supplied in a waveguide sheet. In addition, we found a method to mitigate the degrading lowpass cutoff frequency of the larger waveguide sheet by connecting a negative capacitance circuit to the waveguide side.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

1mW程度の消費電力で3Mb/s程度の通信が可能であることを示したことで,二次元導波路上でのワイヤレス給電方式との併用により,バッテリレスのIoT端末が導波路上に分散して連続動作させることが現実的に可能と期待される.バッテリを搭載し定期的に充電が必要な電子機器としてでなく,身の回りにメンテナンスフリーで配置される小型センサ群による高度なIoT環境の実現などの可能性を拓く成果である.

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (25 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Multi-channel FM transmission of vibrotactile signals on 2-D communication textile2022

    • Author(s)
      Noda Akihito
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Issue: 5 Pages: 195-201

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0224

    • NAID

      130008159597

    • ISSN
      2187-0136
    • Year and Date
      2022-05-01
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  • [Journal Article] Backscatter communication on 2-D waveguides2022

    • Author(s)
      Noda Akihito
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 75-79

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0190

    • NAID

      130008150675

    • ISSN
      2187-0136
    • Year and Date
      2022-02-01
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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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