| 研究課題/領域番号 |
20H00236
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
岡田 健一 東京工業大学, 工学院, 教授 (70361772)
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| 研究分担者 |
戸村 崇 東京工業大学, 工学院, 助教 (10803992)
坂本 啓 東京工業大学, 工学院, 教授 (40516001)
白根 篤史 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40825254)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)
2023年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2022年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2021年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | フェーズドアレイアンテナ / 無線通信 / CMOS集積回路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題は、従来、平面上に配置されていたミリ波帯フェーズドアレイアンテナを、非平面上にも配置可能とするためのものである。アレイ状に配置したアンテナ素子間の結合を計測し、各アンテナの位置推定を行う。フェーズドアレイを制御するための高周波CMOS集積回路により、アンテナ素子間結合(位相および振幅)を自律的に計測するための方法と、計測した情報から非平面形状推定を行う方法、非平面上のフェーズドアレイから精密にビーム生成を行う方法を明らかにする。衣類のように随時形状が変化する面においても、フェーズドアレイアンテナによるミリ波無線通信を可能とする。
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| 研究実績の概要 |
(1) 通常の平面に配置されたフェーズドアレイを駆動するためには、位相のみの制御が行われる。必要な位相分解能は5度程度である。非平面アレイでのビームフォーミングには、0.5度の位相分解能が必要となり、また、0.1dB程度の振幅調整機構も必要となる。前年度までに実施したCMOS集積回路ICを改良し、高精度な位相・振幅制御によるビームフォーミングと、アンテナ間結合の自律計測が可能なCMOS集積回路ICを作成し、提案手法の有効性の検討を行った。
(2) アンテナ面が変形した場合でも所望方向にビームを向けるためには、まずは個々のアンテナの位置や傾きを特定する必要がある。その後電気的な補償を行うが、15dB程度のサイドローブ抑圧を得るためには1度の位相精度が必要となる。前年度に引き続き、高精度自律計測機能の改良を行った。
(3) アンテナ面の変形によりアンテナ間の信号結合が変化することを利用して、アンテナ間の相対的な位置や傾きを推定する。アンテナ面の形状変形に対して適応的にビーム制御を行う際には、高速な形状推定が必要であり、全信号経路間の結合を計測するが難しいことが予想される。前年度までの検討にあわせ、結合量計測の並列化にあわせて、限定的な経路間での結合量のみを用いて形状推定を行う軽量かつ高速なアルゴリズムについて検討を行った。
(4) 本研究の成果展開として、非平面フェーズドアレイアンテナを用いた衛星向けアンテナ技術について、衛星搭載に向けた実証機の制作に向けて検討を行い、課題点の抽出を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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