| 研究課題/領域番号 |
21K04171
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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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 静岡理工科大学 |
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研究代表者 |
本良 瑞樹 静岡理工科大学, 理工学部, 准教授 (40736906)
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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 |
完了 (2023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)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 短ミリ波 / 低消費電力 / アクティブアレーアンテナ / 発振器 / 注入同期 / アクティブアンテナ / 注入同期型アクティブセル / 小型 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高速で安定した無線通信の実現に必要方向に電波ビームを向けるアレーアンテナシステムは現在必須の技術となっている．150GHz帯は電波法における免許不要の制限が緩く大きな空中線電力が利用できる．また，同じ素子数のアレーアンテナが例えば60GHz帯の1/6以下の面積で実現できる．
一方で，周波数の向上に伴いローカル信号周波数も増加するため，ユニット間の同期およびローカル信号分配パスの損失が問題となる．本研究では，ローカルより十分に低い周波数による注入同期を用いたアクティブアンテナユニットを提案する．
これにより，短ミリ波帯でのアレーアンテナが実現でき小型で高速通信が可能な無線機につながる．
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| 研究成果の概要 |
150GHz帯におけるアクティブアンテナユニットを実現し，これをアレー化することでアンテナアレーとしての動作を検証するための検討を行っ
た．(1)低消費電力な発振器を米国GF社の45nm SOI-CMOSを用い試作し148GHz発振器を消費電力1.3mWで実現した．(2)小型なアクティブアンテナモジュールを実現するため，発振器の共振器とアンテナを共用することを提案し，148GHz送信機をアンテナ混みでチップサイズは0.3mm×0.24mmで実現した．(3)提案するアクティブモジュールを2×2個配列し，注入同期信号により2つ以上のモジュールが同期できることを確認した．消費電力は1.3mWであった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
無線通信は現代社会において必要不可欠なものとなっており多くの通信が無線化されている．ミリ波帯での高速無線通信用の回路検討は広くなされており，60GHz帯は無線LANなどでも利用されるようになってきた．短ミリ波帯は今後の無線通信において広く使われていく領域と考えられる．また，第5世代携帯電話での検討で見られるようにMassive-MIMOなどアレーアンテナを用いた構成は必須になっていくと考えられる．短ミリ波領域ではローカル信号周波数も非常に高くなり従来型のアレー回路は構成が困難であると考えられ，本研究成果は，短ミリ波領域におけるアレーアンテナシステムの実現に寄与できると考えられる．
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