| 研究課題/領域番号 |
21H01321
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
廣川 二郎 東京工業大学, 工学院, 教授 (00228826)
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| 研究分担者 |
西森 健太郎 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (90500611)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | アンテナシステム / ミリ波 / 多重伝送 / 極性直交性 / 直角座標系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マジックTを有する2次元モノパルス回路動作モードの直角座標系2次元極性直交性と2偏波共用化により非遠方界領域で最大32多重伝送アンテナシステムを60GHz帯で実現する。マジックTが持つ構造対称性により極性の周波数依存はなく，並列給電回路により比帯域約15％広帯域が実現できる。積層薄板拡散接合により中空多層構造が低損失で実現できる。送受信モジュール最大32セットを用いて多重化による伝送容量の増加を実現する。送受信の位置誤差等によるモード間の直交性の崩れを簡易な信号処理により補正する。補正効果により理想時からの伝送容量劣化を2%以内に抑える手法を実ハードウエアで検証する。
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| 研究実績の概要 |
(a)アンテナ…16多重伝送において与えられた伝送距離に対して各モードの伝送量の和が最大となる16×16素子アンテナの励振係数を，実際のアンテナ構造を電磁界解析ソフトウエアに取り込んで求めた。その結果，振幅を一定にして位相だけを変化させた場合でも，振幅と位相の両方を変化させた場合とほぼ同程度の伝送量の和が得られた。これにより，位相変化を実現する経路差だけをつければよく，回路の構成を複雑にせずに実現できる。求められた励振分布を実現するマジックTを4段構成した2次元モノパルス回路を設計し，放射部である並列給電スロットアンテナと組み合わせて各モードでの透過特性を解析した。
(b)伝送特性…60GHz帯において2次元モノパルス並列給電導波管スロットアレーと高速近接無線モジュールを組み合わせた4多重QPSK伝送実験を行った。基準モードとその他の3つのモードの送信電力比は大きくなると，基準モードは信号雑音比(SNR)が小さくなり，アイソレーションが約15dBのモードはSNRが大きくなった。アイソレーションが約30dBのモードは，他モードの送信電力がある値を越えるとSNRが約9dBとなった。送信電力比が0dBにおいて，各モードのSNRが6dB以上となっている。
(c)信号処理…直角座標系直交多重(ROM)伝送の劣化を信号処理により補正するMatlabプログラムを作成した。入力パラメータとしては，加える振幅最大誤差，位相最大誤差，機器雑音，送信(多重)数である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
(a)アンテナ…16多重伝送用アンテナの進捗が現在も想定より遅い状況が続いている。
(b)伝送特性…伝送特性測定に必要な60GHz帯送受信モジュールが4セットしか借用できなかったため，当初の8多重伝送の代わりに4多重伝送を行った。
(c)信号処理…当初の分担者が2022年1月に急逝したため，分担者が担当していた部分を代表者が実施しており，進捗が遅くなっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
(a)アンテナ…16多重伝送用アンテナを試作し，各モードでの近傍界分布測定，モード間のアイソレーションの周波数特性等を測定する。
(b)伝送特性…最低でも8多重の伝送実験ができるように準備を進める。可能であれば，今後試作する16多重伝送用アンテナを用いた伝送実験も行う。
(c)信号処理…作成したプログラムを用いて，加える振幅最大誤差，位相最大誤差，機器雑音，送信（多重）数を与えて実行する。
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