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Internet of Everythingのための極小無線システム

研究課題

研究課題/領域番号 20H00234
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

黒田 忠広  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50327681)

研究分担者 石黒 仁揮  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (80433738)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2022年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2021年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2020年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
キーワードRFID / 無線タグ / オンチップアンテナ / IoT / Society 5.0 / リーダ / 低電力化 / 小型化
研究開始時の研究の概要

本研究では、すべての“モノ”をつなぐことができる小型で低電力な通信システムを実現する学術基盤を創出し、無線通信システムの寸法を極小にして、IoTをIoE(Internet of Everything)とすることを目指す。具体的には、1mm角以下の極小チップでアンテナを集積した無線タグを実現し、インテリジェントなリーダと組み合わせることで、通信距離を確保し、極めて安価なIoEシステムを追究する。

研究成果の概要

無線タグ用半導体集積回路の小型化高効率化を追究するとともに、無線タグと通信を行うリーダの高性能化を追究した。本研究チームが従来提案した回路形式に比べて、消費電力を大きく削減可能な回路形式を考案するとともに、タグの読み取り性能を上げるための構成を検討し、それらを実装した無線タグのテストチップを試作し、実証した。また、自家中毒を低減する機能を搭載したリーダの試作による実証を行った。送信波形の位相および振幅を制御して受信系にループバックし、タグ以外の物体からの不要反射波をキャンセルすることで受信系の利得飽和を回避するシステムを考案し、動作を実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

サイバー空間とフィジカル空間を高度に融合させたシステムにより実現されるSociety 5.0では、全ての人とモノがつながり、様々な知識や情報が共有され、今までにない新たな価値を生み出すことが期待されている。一方で、小さくまた電源をとることが難しい“モノ”が門在する。すべての“モノ”をつなぐことができる小型で低電力な通信システムを実現が望まれるが、本研究成果は、無線通信システムの寸法を極小にして、IoE(Internet of Everything)を実現するための手段として大きな意義がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A 5-GHz 0.15-mm2 Collision-Avoiding RFID Employing Complementary Pass-Transistor Adiabatic Logic With an Inductively Connected External Antenna in 0.18-μm CMOS2022

    • 著者名/発表者名
      S. Shibata, R. Miura, Y. Sawabe, K. Shiba, A. Kosuge, M. Hamada, and T. Kuroda
    • 雑誌名

      IEEE Solid-State Circuits Letters (SSC-L)

      巻: 5 ページ: 268271-268271

    • DOI

      10.1109/lssc.2022.3223079

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] A bonding-less 5-GHz RFID module using inductive coupling between IC and antenna2022

    • 著者名/発表者名
      Miura Reiji、Shibata Saito、Usui Masahiro、Shiba Kota、Kosuge Atsutake、Hamada Mototsugu、Kuroda Tadahiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 61

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac4ce2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A 5-GHz 0.15-mm2 Collision Avoidable RFID Employing Complementary Pass-transistor Adiabatic Logic with an Inductively Connected External Antenna2022

    • 著者名/発表者名
      S. Shibata, R. Miura, Y. Sawabe, K. Shiba, A. Kosuge, M. Hamada, and T. Kuroda
    • 学会等名
      IEEE 48th European Solid-State Circuits Conference (ESSCIRC 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Low-power RFID with 100kbps Data Rate Employing High-speed Power Clock Generator for Complementary Pass-transistor Adiabatic Logic2022

    • 著者名/発表者名
      S. Shibata, Y. Sawabe, K. Shiba, A. Kosuge, M. Hamada, and T. Kuroda
    • 学会等名
      29th IEEE International Conference on Electronics Circuits and Systems (ICECS 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 5.2GHz RFID Chip Contactlessly Mountable on FPC at Any 90-Degree Rotation and Face Orientation2022

    • 著者名/発表者名
      R. Miura, S. Shibata, M. Usui, A. Kosuge, M. Hamada, and T. Kuroda
    • 学会等名
      27th Asia and South Pacific Design Automation Conference (ASP-DAC'22)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Bonding-less 5-GHz RFID Module Using a 300um x 500um IC Chip2021

    • 著者名/発表者名
      R. Miura, S. Shibata, M. Usui, K. Shiba, A. Kosuge, M. Hamada, and T. Kuroda
    • 学会等名
      JSAP International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM'21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A 5-GHz 0.15-mm2 Collision Avoidable RFID Employing Complementary Pass-transistor Adiabatic Logic with an Inductively Connected External Antenna2021

    • 著者名/発表者名
      S. Shibata, R. Miura, Y. Sawabe, K. Shiba, A. Kosuge, M. Hamada, and T. Kuroda
    • 学会等名
      IEEE Asian Solid-State Circuits Conference (A-SSCC'21)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An on-chip antenna with an area of 0.9 square millimeters for RFID applications in the 5.8 GHz - 24 GHz range2021

    • 著者名/発表者名
      E. Charlot, M. Hamada, and T. Kuroda
    • 学会等名
      IEICE 2020 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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