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2010 年度 実績報告書

宇宙圏電磁環境モニター装置に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19204048
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 上田 義勝  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (90362417)
山川 宏  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50260013)
キーワードプラズマ波動 / 宇宙電磁環境 / アナログASIC / 波動-粒子相互作用 / センサーネットワーク / センサーノード / 小型センサー / 位置捕捉
研究概要

小型プラズマ波動観測器用アナログASICの開発を進めた。特に温度環境試験器を購入し、アナログASIC内部でも温度ドリフトが大きいgm-Cフィルターについて、新たに設計した温度補償回路を組み込み、その動作試験を行った。結果は、温度補償機能が十分動作していることが確認された。一方で設計補償範囲と実際のチップの動作にずれがあるため、引き続き外部抵抗の精度も含め検討を行っていく。また、この温度補償付きgm-Cフィルタに加え、非常に急峻な減衰特性をもたせたスイッチトキャパシタフィルタも組み込み、6チャンネルを同時計測できる波形捕捉型アナログASICの開発に成功した。開発したチップは、外部からの制御信号により、ゲインを切り替えられる機能も組み込み、より実用に向けた設計となった。そして、それを組み込んだ形で、従来A4サイズ基板1枚程度であった波形捕捉型受信器を、名刺サイズにまで小型化することに成功した。この名刺サイズ型プラズマ波動観測器は、周辺の回路も含め設計・試作を行い、その動作確認を行った。名刺サイズ型プラズマ波動波形捕捉受信器は、その基板上に電源、6CH分のA/D、必要なデジタル部をすべて組み込んだ形での大きさとなっており、従来からの受信器の大きさに比べ画期的に小型化をはかることに成功した。一方、スペクトル型のプラズマ波動観測器の開発に向け、そこに必要となるVCO、PLL、BPFの設計に関しても開始をした他、広帯域でも十分ゲインをとることができるオペアンプの開発にも着手した。小型センサーでは、小型のループアンテナの改良を進め、その感度の良さから次期ロケット実験に搭載されることが決まった。
以上の結果を踏まえ、論文誌に投稿を行い、受理された。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (16件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Waveform receiver on-a chip dedicated to plasma wave instrument onboard scientific spacecraft2011

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

      2011 IEEE Aerospace Conference Proceedings

      ページ: 1139

    • 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: in print

    • 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.

      巻: In print

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 科学衛星搭載小型プラズマ波動観測器に用いる温度補償Gm-Cフィルタ2011

    • 著者名/発表者名
      福原始, 小嶋浩嗣, 池田博一, 山川宏
    • 雑誌名

      露子情報通信学会論文誌

      巻: In print

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Miniaturization of plasma wave receivers onboard scientific satellites and its application to the sensor network system for monitoring the electromagnetic environments in space2010

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., H.Fukuhara, Y.Mizuochi, S.Yagitani, H.Ikeda, Y.Miyake, H.Usui, H.Iwai, Y.Takizawa, YH.Ueda, H.Yamakawa
    • 雑誌名

      Advances in Geosciences

      巻: 21 ページ: 461-481

    • 査読あり
  • [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
      IEEE aerospace conference
    • 発表場所
      米国・モンタナ
    • 年月日
      2011-03-07
  • [学会発表] Particle Simulations of the Guard Electrode Effects on the Photoelectron Distribution Around an Electric Field Sensor2010

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., H.Usui, H.Kojima
    • 学会等名
      Americal Geophysical Union
    • 発表場所
      米国・サンフランシスコ
    • 年月日
      2010-12-17
  • [学会発表] プラズマ波動受信器のブレイクスルー--あけぼの/GEOTAILから超小型プラズマ波動受信器へ--2010

    • 著者名/発表者名
      小嶋浩嗣
    • 学会等名
      あけぼの22周年記念シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学キャンパスイノベーションセンター国際会議室,東京(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-22
  • [学会発表] 宇宙電磁環境計測装置のアナログASICによる超小型化について2010

    • 著者名/発表者名
      小嶋浩嗣, 福原始, 岡田聡, 池田博一, 山川宏
    • 学会等名
      第54回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      静岡コンベンションアーツセンター「グランシップ」,静岡市
    • 年月日
      2010-11-18
  • [学会発表] Breakthrough toward the tiny plasma wave receiver onboard scientific satellites and its further application in space2010

    • 著者名/発表者名
      小嶋浩嗣, 福原始, 岡田聡, 池田博一
    • 学会等名
      地球電磁気地球惑星圏学会
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館,那覇市
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] 光電子環境における衛星搭載電界センサー特性に関する計算機実験2010

    • 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
      沖縄県市町村自治会館,那覇市
    • 年月日
      2010-11-01
  • [学会発表] Study on the small sensor node system for measuring space electromagnetic environment2010

    • 著者名/発表者名
      Okada, S., H.Fukuhara, H.Kojima, S.Yagitani, H.Ikeda, Y.Miyake, H.Usui, H.Yamakawa, Y.Ueda
    • 学会等名
      Asia-Pacific Radio Science Conference
    • 発表場所
      富山国際会議場,富山市
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Development of Miniaturized Observation System for PlasmaWave using Analog ASIC for Small Scientific Satellite Missions2010

    • 著者名/発表者名
      Fukuhara, H., S.Okada, H.Kojima, H.Ikeda, H.Yamakawa
    • 学会等名
      Asia-Pacific Radio Science Conference
    • 発表場所
      富山国際会議場,富山市
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Particle-in-cell Analysis of a Space-based Electric Field Instrument Surrounded by a Photoelectron Cloud2010

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., H.Usui, H.Kojima
    • 学会等名
      Asia-Pacific Radio Science Conference
    • 発表場所
      富山国際会議場,富山市
    • 年月日
      2010-09-25
  • [学会発表] Breakthrough toward the tiny plasma wave receiver onboard scientific satellites and its further application in space2010

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., H.Fukuhara, S.Okada, H.Ikeda, H.Yamakawa
    • 学会等名
      2010 Taiwan-Japan Space Instrument Workshop
    • 発表場所
      台湾・台南市
    • 年月日
      2010-09-10
  • [学会発表] Miniaturization of Plasma Wave Receivers Onboard Scientific Satellites and its Application to the Sensor Network System for Monitoring the Electromagnetic Environment in Space2010

    • 著者名/発表者名
      H.Kojima
    • 学会等名
      International symposium on radio systems and space plasma
    • 発表場所
      ブルガリア・ソフィア(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-26
  • [学会発表] Particle-In-Cell Analysis of an Electric Antenna for the BepiColombo/MMO spacecraft2010

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., H.Usui, H.Kojima
    • 学会等名
      38th COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      ドイツ・ブレーメン
    • 年月日
      2010-07-20
  • [学会発表] ASICを用いた小型周波数掃引型スペクトル受信器の開発2010

    • 著者名/発表者名
      福原始, 小嶋浩嗣, 池田博一, 山川宏
    • 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,幕張
    • 年月日
      2010-05-24
  • [学会発表] 宇宙電磁環境計測用小型センサーノードのシステム開発2010

    • 著者名/発表者名
      岡田聡, 福原始, 小嶋浩嗣, 八木谷聡, 池田博一, 三宅洋平, 臼井英之, 山川宏, 上田義勝
    • 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,幕張
    • 年月日
      2010-05-24
  • [学会発表] Particle-In-Cell Modeling and Analysis of an Electric Antenna for the BepiColombo/MMO spacecraft2010

    • 著者名/発表者名
      Miyake, Y., H.Usui, H.Kojima
    • 学会等名
      European Geosciences Union
    • 発表場所
      オーストリア・ウィーン
    • 年月日
      2010-05-06
  • [学会発表] Small sensor probe for monitoring the space electromagnetic environments by the application of the miniaturized plasma wave receiver2010

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., H.Fukuhara, S.Okada, S.Yagitani, H.Ikeda, Y.Miyake, H.Usui, H.Yamakawa, Y.Ueda
    • 学会等名
      European Geosciences Union
    • 発表場所
      オーストリア・ウィーン
    • 年月日
      2010-05-06
  • [備考]

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/~kojima

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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