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小型端末用60GHz帯3次元指向性制御アンテナの異種サブアレイ指向性合成の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K18106
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

吉田 賢史  鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (50751830)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード60GHz帯 / アレイアンテナ / 3次元実装 / 伝送線路 / ミリ波アンテナ
研究成果の概要

本研究では,第5世代の移動通信システムなどの小型携帯端末搭載用60 GHz帯3次元指向性制御アンテナの実現を大きな研究背景とし,異種サブアレイアンテナを複数用いた指向性制御アンテナの設計,試作及び評価を研究目的とする.まず最初に,実装歩留まり問題の解決のため,従来の銅ボール実装の改善を行った.次に,改善した銅ボール実装技術を用いて,同種サブアレイ間内指向性合成の検証として,2x2パッチアレイアンテナの設計,試作,測定を行った.60 GHzにおける利得が10 dBi以上となる領域を評価し,その有効性を示した.最終的に異種サブアレイ指向性合成の検証を行い,その妥当性も確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

移動通信システムは,水道や電気,ガスと同じように,社会的に見て広く普及し,なくてはならないインフラの1つとなった.本研究は,現在サービスが始まりつつある5G以降の次世代移動通信ネットワーク端末に適用可能なアンテナの基礎研究を行ったものであり,本研究で得られた知見を基礎とし,実用化に向けて資金を投入し,ビジネス展開を見据えた開発フェーズへの推進が望まれる.本研究では60 GHz帯において,これまで端末に搭載可能なサイズ,重量の制約下において,実装方式も視野に入れた条件下で,あらゆる方向に指向性を制御できるアンテナの提案を行っており,注目に値すると考えられる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Experimental verification of excavated structure on multi-layered substrates for millimeter-wave signal vertical transition using copper balls2020

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida and K. Nishikawa
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 8 ページ: 2362-2372

    • DOI

      10.1109/access.2019.2961624

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 太陽光発電とマイクロ波電力伝送を併用したハイブリッドエナジーハーベスタの実験評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,西川健二郎,川崎繁男
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 138 号: 7 ページ: 615-622

    • DOI

      10.1541/ieejias.138.615

    • NAID

      130007387180

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 年月日
      2018-07-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] K帯無線通信とC帯マイクロ波無線電力伝送の両立によるワイヤレスセンサシステムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,小渕大輔,松浦賢太郎,西川健二郎,川崎繁男
    • 学会等名
      信学総大, C-2-75
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 60 GHz dual-polarized 2×2 phased array antenna using copper ball interconnection2019

    • 著者名/発表者名
      R. Onimaru, S. Yoshida, and K. Nishikawa
    • 学会等名
      Global Symp. on Millimeter Waves
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 10W class high power C-band rectifier using GaN HEMT2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, K. Nishikawa, and S. Kawasaki
    • 学会等名
      Wireless Power Transfer Conf.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 60-GHz-band dipole array antenna using copper balls interconnection with excavated structure2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida and K. Nishikawa
    • 学会等名
      Antennas Design and Measurement Int. Conf.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 60GHz帯パッチアレイアンテナを用いた銅ボール接続実装技術および3次元指向性測定技術の検証実験2019

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,鬼丸隆太郎,西川健二郎
    • 学会等名
      信学技報,MW2019-63
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] [招待講演]50kg 級超小型深宇宙探査機「PROCYON」搭載GaN高出力アンプ2019

    • 著者名/発表者名
      小林雄太,吉田賢史,川崎繁男
    • 学会等名
      信学技報,MW2019-61
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] [特別講演]4×2パッチアレイアンテナを用いた60GHz帯フェーズドアレイアンテナの3次元指向性測定2019

    • 著者名/発表者名
      鬼丸隆太郎,吉田賢史,西川健二郎
    • 学会等名
      信学技報,MW2019-124
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 60GHz帯単素子パッチアンテナを用いた銅ボール接続実装技術および3次元指向性測定技術の検証実験2019

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,鬼丸隆太郎,西川健二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ka帯シングルシャント整流器の試作評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,西川健二郎,川崎繁男
    • 学会等名
      電子情報通信学会WPT研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 60-GHz-band array antenna with feeding network using excavated structure for copper ball support2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida and K. Nishikawa
    • 学会等名
      3rd Japan-Russia Joint Microwave Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 基板掘りこみ構造を適用した60GHz帯2x2平面ダイポールアレイアンテナの試作・評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,鬼丸隆太郎,西川健二郎
    • 学会等名
      第71回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 堀り込み付き基板の基板間接続を用いた60GHz帯パッチアンテナ2018

    • 著者名/発表者名
      鬼丸隆太郎,吉田賢史,西川健二郎
    • 学会等名
      第71回電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多層基板構造を用いた60GHz帯パッチアレイアンテナの設計2018

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,鬼丸隆太郎,西川健二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] HySIC技術とバラクタダイオードを用いたC帯周波数可変整流器の検討2018

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,西川健二郎,川崎繁男
    • 学会等名
      電子情報通信学会MW研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多層構造を用いた60GHz帯ビームフォーミング用パッチアンテナの検討2018

    • 著者名/発表者名
      鬼丸隆太郎,吉田賢史,西川健二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 60-GHz-band vertical interconnection structure with excavated structure for 5G application2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      RIEC Russia-Japan Joint International Microwave Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミリ波帯通信モジュール用基板間信号伝送線路の研究開発2017

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史
    • 学会等名
      第2回SKA技術開発ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 基板掘り込み構造を適用した60GHz帯基板間伝送線路2017

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,佐々木大貴,西川健二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学 天白キャンパス(愛知県・名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 多層構造を用いたUHF帯および60GHz帯共用アンテナの給電構造に関する基礎検討2016

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,丸山渓史,松下大輔,西川健二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学 札幌キャンパス(北海道・札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 高周波対応部材の開発動向と5G、ミリ波レーダーへの応用~高周波基板、ミリ波吸収材料、アンテナ、回路設計~2019

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史,他多数
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047336
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 積層基板及び金属ボールの実装方法2017

    • 発明者名
      吉田賢史,西川健二郎
    • 権利者名
      吉田賢史,西川健二郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-134016
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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