| 研究課題/領域番号 |
19K04387
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
斉藤 昭 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 (80536920)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 情報通信工学 / アンテナ理論 / MIMO / 軌道角運動量 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高度情報社会の基盤の一翼を担う無線通信・マイクロ波センサーでは、多様なシステムが伝送速度・情報密度を増大させるため帯域の確保を目指しているので、使用できる周波数が逼迫しており、周波数利用効率の向上が急務となっている。本研究では、電磁波が周波数のみではなく自由空間における空間分布によっても直交化されることに着目し、異なる空間分布の電磁波を活用することで、超多重通信並びに高情報密度センサーの実現を図る。用いる直交モードに関しては、まず磁気量子数が単一のOAM波の適用を図り、次に空間自由度すべてを包含する過去例のない磁気量子数・軌道角運動量量子数とも単一のモードに展開する。
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| 研究成果の概要 |
固有モードを用いた多重通信の性能改善、高情報密度センサーへの適用方法に関する研究を行った。OAMモードを活用した多重通信に関しては、近距離通信用ではアンテナ端子方位の制御で、遠距離通信用ではパラボラ構造の改善で、信号波と干渉波の比（SIR）の改善を行った。センサーに関しては、OAMモードによる受信電流の変化を解析的に求め、これを用いた到来方向推定の手順を示した。固有モードにはOAMモード(m)以外に軌道角運動量量子数(l)の自由度も有るが、球面アレイを活用し、(l,m)両方とも単一となる上の電流分布を解析的に求めるとともに、高精度に単一モードを合成する手法を数値計算で検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高度情報社会で要請される通信の高速化やセンサーの取得情報量増大のためには、周波数帯域の増大が有効であるものの、周波数は貴重で有限な資源であるので、有効利用が重要である。独立な通信路は使用モード数に比例するので、ｎモードを使用すると周波数利用効率はｎ倍になり、大幅な周波数利用効率の向上が期待できる。またセンシングでも複数のモードの応答の違いを活用することで、得られる情報量の大幅な増大が期待できる。
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