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宇宙プラズマにおける高空間分解能の科学を拓く超小型プラズマ波動観測器

研究課題

研究課題/領域番号 23244097
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 超高層物理学
研究機関京都大学

研究代表者

小嶋 浩嗣  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10215254)

研究分担者 臼井 英之  神戸大学, システム情報科学研究科, 教授 (10243081)
八木谷 聡  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (30251937)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
48,100千円 (直接経費: 37,000千円、間接経費: 11,100千円)
2014年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2013年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2012年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2011年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワードプラズマ波動 / 無衝突プラズマ / ASIC / 小型プラズマ波動観測器 / チップ化 / センサープローブ / 波動粒子相互作用 / 電磁界センサー / プラズマ波動受信器 / アナログASIC / 波形捕捉型 / スペクトル型 / 多点同時観測 / 多点同時 / センサーノード / 宇宙プラズマ / 波形捕捉型受信器 / スペクトル型受信器 / 宇宙磁場環境 / CFRP / 波形細く受信器 / 宇宙磁場環境シミュレータ / 自己伸展電界アンテナ / 周波数掃引受信器
研究成果の概要

宇宙空間でプラズマ波動を高い空間分解能で観測するために、プラズマ波動観測器そのものに対し小型化をはかる。具体的には、アナログASICとしてプラズマ波動観測器専用のチップを設計・開発することによって小型化をはかった。通常は個別の部品で製作するプラズマ波動観測器を、一つのチップで実現することで、A4版サイズ程度の基板となるプラズマ波動観測器がマッチ箱サイズにまで小型化することが可能であることを示した。これは世界最小のプラズマ波動観測器である。一方、電磁界センサーやその周辺回路も小型軽量化をはかることにより、プラズマ波動を観測しでデータを無線伝送する能力をもつ小型センサープローブの開発にも成功した。

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (33件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Thrust Evaluation of Small-scale Magnetic Sail Spacecraft by Three-Dimensional Particle-in-Cell Simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Ashida
    • 雑誌名

      Journal of Propulsion and Power

      巻: 30 号: 1 ページ: 186-196

    • DOI

      10.2514/1.b35026

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of waveform data processing in wave-particle interaction analyzer2014

    • 著者名/発表者名
      Hikishima, M., Y. Katoh, and H. Kojima
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 66 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/1880-5981-66-63

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Terrestrial myriametric radio burst observed by IMAGE and Geotail satellites2013

    • 著者名/発表者名
      Fung, S. F., K. Hashimoto, H. Kojima, S. A. Boardsen, L. N. Garcia, H. Matsumoto, J. L. Green, and B. Reinisch,
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 118 号: 3 ページ: 1101-1111

    • DOI

      10.1002/jgra.50149

    • NAID

      120005540686

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universal time control of AKR : Earth is a spin-modulated variable radio source2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Morioka
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 118 号: 3 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1002/jgra.50180

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Significance of Wave-Particle Interaction Analyzer for direct measurements ofnonlinear wave-particle interactions2013

    • 著者名/発表者名
      Katoh, Y., M. Kitahara, H. Kojima, Y.Omura, S. Kasahara, M. Hirahara, Y. Miyoshi, K. Seki, K. Asamura, T. Takashima, and T. Ono
    • 雑誌名

      Ann. Geophys

      巻: 31 号: 3 ページ: 503-512

    • DOI

      10.5194/angeo-31-503-2013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current-sensitive CMOS preamplifier for investigating space plasma waves by magnetic search coils2013

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, M., S. Yagitani, H. Kojima, K. Takahashi, and A. Kitagawa
    • 雑誌名

      IEEE sensors journal

      巻: 14 ページ: 421-429

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasma wave receivers onboard scientific satellites2013

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H.
    • 雑誌名

      An introduction to Space Instrumentation, ed. K. Oyama and F. Cheng

      巻: 1 ページ: 227-240

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plasma particle simulations on stray photoelectron current flows around a spacecraft2012

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., H. Usui, H. Kojima, and H. Nakashima
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: なし 号: A9 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1029/2012ja017673

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tiny waveform receiver with a dedicated system chip for observing plasma waves in space2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuhara, H., H. Kojima, K. Ishii, S. Okada, and H. Yamakawa
    • 雑誌名

      Measurement science and technology

      巻: なし 号: 10 ページ: 105903-105903

    • DOI

      10.1088/0957-0233/23/10/105903

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the guard electrode on the photoelectron distribution around an electric field sensor2011

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., H.Usui, H.Kojima
    • 雑誌名

      J.Geophys.Res.

      巻: 116 号: A5

    • DOI

      10.1029/2010ja015600

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A compact loop antenna system for monitoring local electromagnetic environments in geospace2011

    • 著者名/発表者名
      Yagitani, S., M.Ozaki., H.Kojima
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Commun.

      巻: E94-B ページ: 1744-1747

    • NAID

      10031021206

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Future Formation Flight Mission Using Multiple Compact Satellites for the Terrestrial Ionospheric/Thermospheric Observations2014

    • 著者名/発表者名
      Hirahara、M., Y. Saito, M. Shimoyama, Y. Otsuka, Keigo Ishisaka, K. Asamura, T. Sakanoi, H. Kojima
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 耐放射線特性に優れたプラズマ波動観測用ASIC プリアンプ2014

    • 著者名/発表者名
      糀宏樹, 尾崎光紀, 八木谷聡, 頭師孝拓, 小嶋浩嗣
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of waveform data processing in Wave-Particle Interaction Analyzer2014

    • 著者名/発表者名
      Hikishima, M., Y. Katoh, H. Kojima
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 小型電磁界センサープローブの地上実証実験に向けた設計開発2014

    • 著者名/発表者名
      大西啓介, 頭師孝拓, 小嶋浩嗣, 八木谷聡, 尾崎光紀, 山川宏
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 実験室プラズマにおける波動・粒子相互作用の直接観測実験2014

    • 著者名/発表者名
      小木曽舜, 加藤雄人, 下山学, 平原聖文, 文贊鎬, 金子俊郎, 小嶋浩嗣
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 衛星搭載波形観測機用デジタル信号処理FPGA モジュールの評価用ボードの開発2014

    • 著者名/発表者名
      松井大樹, 笠原禎也, 小嶋浩嗣, 後藤由貴
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新型ワンチップ・プラズマ波動スペクトラム観測装置の設計開発2014

    • 著者名/発表者名
      頭師孝拓, 小嶋浩嗣, 山川宏
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of the small sensor probe for multiple-point observation of plasma waves in space2014

    • 著者名/発表者名
      Zushi, T., K. Hangyo, K. Onishi, H. Kojima, and H. Yamakawa
    • 学会等名
      AOGS2014
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 10-year Plan for Japan - Norway Sounding Rocket Experiment Program2014

    • 著者名/発表者名
      Saito, Y., T. Abe, Y. Ogawa, H. Kojima, and J. Moen
    • 学会等名
      AOGS2014
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Future Japanese exploration mission in the polar ionosphere/magnetosphere by changeable formation flights of multipl microsatellites2014

    • 著者名/発表者名
      Hirahara, M., Y. Saito, K. Asamura, H. Kojima, and T. Sakanoi
    • 学会等名
      AOGS2014
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2014-07-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ロケット実験用プラズマ波動計測小型プローブシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      大西啓介, 頭師孝拓, 小嶋浩嗣, 山川宏
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      横浜パシフィコ
    • 年月日
      2014-04-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ASIC を用いた小型プラズマ波動受信器の開発2014

    • 著者名/発表者名
      頭師孝拓, 萩行憲輔, 大西啓介, 小嶋浩嗣, 山川宏
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      横浜パシフィコ
    • 年月日
      2014-04-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新型ワンチップ周波数掃引スペクトル受信器の開発2013

    • 著者名/発表者名
      萩行 憲輔, 小嶋 浩嗣, 山川 宏
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] サーチコイル磁力計プリアンプの定電流雑音アナログASICの開発2013

    • 著者名/発表者名
      尾崎 光紀, 高橋 健, 八木谷 聡, 小嶋 浩嗣
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Study of the method of wave data processing for Wave-Particle Interaction Analyzer2013

    • 著者名/発表者名
      疋島 充, 加藤 雄人, 小嶋 浩嗣, 大村 善治, 三好 由純, 小野 高幸, WPIA group
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 小型センサーノード放出ロケット実験要波形捕捉チップの開発2013

    • 著者名/発表者名
      頭師 孝拓, 小嶋 浩嗣, 萩行 憲輔, 山川 宏
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] スペースプラズマ内の直接計測によるプラズマ波動・粒子相互作用の室内実験の進捗状況2013

    • 著者名/発表者名
      下山 学, 平原 聖文, 小木曽 舜, 小嶋 浩嗣, 吉村 信次, 谷川 隆夫
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of a wideband magnetic search coil and a low noise ASIC preamplifier for natural electromagnetic waves2013

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, M., K. Takahashi, S. Yagitani, H. Kojima, and I. Nagano
    • 学会等名
      AP-RASC2013
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2013-09-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Miniaturization of plasma wave receiver using analogu ASIC2013

    • 著者名/発表者名
      Hangyo, K., H. Ishii, and H. Kojima
    • 学会等名
      AP-RASC2013
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2013-09-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 科学衛星でみる宇宙プラズマ波動2013

    • 著者名/発表者名
      小嶋浩嗣
    • 学会等名
      プラズマ科学のフロンティア2013
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2013-08-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Plasma wave receiver system implemented on a chip for the future space missions2013

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., H. Ishii, and K. Hangyo
    • 学会等名
      AOGS2013
    • 発表場所
      Brisbane, Australia
    • 年月日
      2013-06-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アナログASIC を用いた宇宙プラズマ波動観測器の小型化に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      萩行 憲輔, 石井 宏宗, 小嶋 浩嗣
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2013-05-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超小型プラズマ波動観測器を実現する京都大学におけるアナログASIC開発2012

    • 著者名/発表者名
      小嶋浩嗣,福原始,岡田聡,石井宏宗
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所
    • 年月日
      2012-01-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of very small plasma wave receiver for space missions2012

    • 著者名/発表者名
      Ishii, H., H. Kojima, H. Fukuhara, and S. Okada
    • 学会等名
      AOGS2012
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Rocket experiment for the small electromagnetic sensor probe2012

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H
    • 学会等名
      Japan-Norway collaboration on sounding rocket experiment in the polar region
    • 発表場所
      ISAS/JAXA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 較正機能を有するプリアンプ一体型小型プラズマ波動波形捕捉受信機の開発2012

    • 著者名/発表者名
      石井 宏宗, 福原 始, 小嶋 浩嗣, 山川 宏
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design and development of miniaturized sweep frequency analyzer using ASIC technology2011

    • 著者名/発表者名
      岡田聡, 福原始, 小嶋浩嗣, 山川宏
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2011-11-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 波伝搬特性を用いた小型衛星コンステレーションによるプラズマ圏微少構造観測2011

    • 著者名/発表者名
      福原始, 小嶋浩嗣, 笠原禎也, 後藤由貴, 山川宏
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2011-11-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 衛星搭載電界センサー計測におけるスプリアス電界特性に関する計算機実験2011

    • 著者名/発表者名
      三宅洋平, 臼井英之, 小嶋浩嗣
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2011-11-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nanosatellite constellation for measuring the terrestrial plasmasphere structure2011

    • 著者名/発表者名
      Fukuhara, H., H.Kojima, Y.Kasahara, Y.Goto, H.Yamakawa
    • 学会等名
      International Astronautical Congress
    • 発表場所
      Capetown, South Africa
    • 年月日
      2011-10-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Plasma particle simulations on electric antenna and spacecraft environment2011

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., H.Usui, H.Kojima
    • 学会等名
      URSI General Assembly
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      2011-08-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Towards a waveform receiver on a chip dedicated to plasma wave instrument onboard scientific spacecraft2011

    • 著者名/発表者名
      Fukuhara, H., H.Kojima, H.Ikeda, H.Yamakawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Design and development of miniaturized sweep frequency analyzer using ASIC technology2011

    • 著者名/発表者名
      Okada, S, H.Fukuhara, H.Kojima, H.Yamakawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2011
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2011-05-26
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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