| 研究課題/領域番号 |
20K04445
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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21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 (2022)
大阪大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
山崎 慎太郎 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (70581601)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 最適設計 / トポロジー最適化 / ノイズフィルタ / レイアウト設計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，コンパクトかつ十分なノイズ減衰性能を持つノイズフィルタの実現を目的としてレイアウト設計に数理最適化の考え方を導入し，数理的・電磁気学的根拠に基づき最適なレイアウトを創成する，新たな設計方法の確立を目指す．最初の１年半程度で，数理最適化とモデル推定を組み合わせたアプローチの妥当性を検証し，次の１年程度でノイズ減衰性能の広帯域化を行い，最後の半年程度で試作による評価・検証を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、コンパクトかつ十分なノイズ減衰性能を持つノイズフィルタの実現を目的としてレイアウト設計に数理最適化の考え方を導入し、数理的・電磁気学的根拠に基づき最適なレイアウトを創成する、新たな設計方法の確立を目指した。
その成果として、素子の配置位置と、それらを結ぶ銅配線レイアウトパターンの両者を総合的に最適設計する方法を構築し、従来の銅配線レイアウトパターンのみの最適設計法と比較して、より高性能なノイズフィルタの最適設計を可能にした。この研究成果を論文としてまとめ査読付き学術雑誌に発表した。さらに、より実用的な最適設計法の実現を目指し、今後の研究課題の明確化を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ノイズフィルタは様々な工業製品の電気系において利用される基本的な電磁デバイスである。その主目的である高周波数におけるノイズ低減に関する性能は銅配線レイアウトパターンに依存して大きく変動する。一方で、高周波数における電磁波の振る舞いが複雑であり、直感的な理解が困難であることから、その適切なレイアウト設計は熟練技術者にとっても難しい。本研究の成果は、このように困難かつ社会的需要の大きい工学上の設計問題に対して、その解決の可能性を示すものであり、社会的意義は高い。また、従来は出来なかった素子の配置位置と銅配線レイアウトパターンの両者を総合的に最適設計する方法を確立したという点で、学術的意義も高い。
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