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メタマテリアル技術を用いたリコンフィギュラブルRFスイッチの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06407
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関サレジオ工業高等専門学校

研究代表者

水谷 浩  サレジオ工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10589914)

研究分担者 本城 和彦  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 (90334573)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードスイッチ / GaN / MMIC / リコンフィギュラブル / 5G / コグニティブ無線 / CRLH / 5G / マイクロ波 / メタマテリアル / RFスイッチ / 電子デバイス・機器
研究成果の概要

本研究ではコグニティブ無線を安価に実現するための鍵となる技術として「2次元切替スイッチ」を提案した。メタマテリアルのアクティブ化の技術を用いて、時間ドメインでの ON/OFF 切り替え動作に加え、周波数ドメインでの切り替えが可能となる。GaN MMICにて回路動作の原理的実証を行った。さらに、周波数切替範囲を拡大するためにアクティブ・リフレクタを用いたリコンフィギュラブルスイッチ回路を提案した。GaN MMICにより原理的動作実証を行った。提案した回路の理論構築を行い、当初の研究目的を達成した。研究成果は2×2次元スイッチ回路の提案を生み、原理的実証まで成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IoT(Internet of Things)および5G(第5世代)無線通信で問題となっている周波数の逼迫を解決するため、最適な周波数を自動選択する「コグニティブ無線」技術の実用化が期待されている。本研究からなるリコンフィギュラブルRFスイッチ回路技術を創出・実証・理論化することは、周波数軸と時間軸の切り替え機能を持つ素子を1素子で安価に実現できる点で、逼迫する周波数帯域を自在に切り替えてコグニティブ無線を安価に実現する重要な技術開発であり、本研究の成果はコグニティブ無線の実用化加速の技術的な引き金となることが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Small-signal design consideration for two-dimensional change-over switch GaN MMICs2020

    • 著者名/発表者名
      Mizutani Hiroshi、Ishikawa Ryo、Honjo Kazuhiko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SG ページ: SGGL07-SGGL07

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab70a4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 900 MHz/4.5 GHz帯2×2次元切替スイッチの開発2020

    • 著者名/発表者名
      石井 岳人、中丸靖崇、水谷 浩、石川 亮、本城和彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Novel Sub-6-GHz and 28-GHz GaN Switchable Diplexer MMIC for Carrier Aggregation with Massive MIMO Full Duplex Link2019

    • 著者名/発表者名
      H.Mizutani, R.Ishikawa, and K.Honjo
    • 学会等名
      2019 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of a Novel SPDT Switch and Duplexer Dual-Function Circuit2019

    • 著者名/発表者名
      H.Mizutani, R.Ishikawa, and K.Honjo
    • 学会等名
      Extended Abstracts of the 2019 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel Reconfigurable GaN Filter MMIC with Active Reflector2018

    • 著者名/発表者名
      H.Mizutani, R.Ishikawa, and K.Honjo
    • 学会等名
      2018 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多機能SPDTデバイスの提案2018

    • 著者名/発表者名
      水谷 浩、本城和彦
    • 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] 多機能SPDTデバイスの実証2018

    • 著者名/発表者名
      中丸靖崇、水谷 浩、瀬下拓也、石川 亮、本城和彦
    • 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] FETとバラクタダイオードを用いた新たなリコンフィギュラブルフィルタ回路の提案2018

    • 著者名/発表者名
      中丸靖崇、水谷 浩、瀬下拓也
    • 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] A Novel Two-Dimensional Changeover GaN MMIC Switch for Electrically Selectable SPDT Multifunctional Device2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Mizutani, Ryo Ishikawa, and Kazuhiko Honjo
    • 学会等名
      2017 IEEE Compund Semiconductor Integrated Circuit Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数のFETを用いた新たなアクティブCRLH伝送線路の提案2017

    • 著者名/発表者名
      瀬下拓也、中丸靖崇、水谷 浩
    • 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
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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