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2023 年度 実績報告書

非平面フェーズドアレイによる有指向無線の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20H00236
研究機関東京工業大学

研究代表者

岡田 健一  東京工業大学, 工学院, 教授 (70361772)

研究分担者 戸村 崇  東京工業大学, 工学院, 助教 (10803992)
坂本 啓  東京工業大学, 工学院, 教授 (40516001)
白根 篤史  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40825254)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードフェーズドアレイアンテナ / 無線通信 / CMOS集積回路
研究実績の概要

(1) 通常の平面に配置されたフェーズドアレイを駆動するためには、位相のみの制御が行われる。必要な位相分解能は5度程度である。非平面アレイでのビームフォーミングには、0.5度の位相分解能が必要となり、また、0.1dB程度の振幅調整機構も必要となる。前年度までに実施したCMOS集積回路ICを改良し、高精度な位相・振幅制御によるビームフォーミングと、アンテナ間結合の自律計測が可能なCMOS集積回路ICを作成し、提案手法の有効性の検討を行った。
(2) アンテナ面が変形した場合でも所望方向にビームを向けるためには、まずは個々のアンテナの位置や傾きを特定する必要がある。その後電気的な補償を行うが、15dB程度のサイドローブ抑圧を得るためには1度の位相精度が必要となる。前年度に引き続き、高精度自律計測機能の改良を行った。
(3) アンテナ面の変形によりアンテナ間の信号結合が変化することを利用して、アンテナ間の相対的な位置や傾きを推定する。アンテナ面の形状変形に対して適応的にビーム制御を行う際には、高速な形状推定が必要であり、全信号経路間の結合を計測するが難しいことが予想される。前年度までの検討にあわせ、結合量計測の並列化にあわせて、限定的な経路間での結合量のみを用いて形状推定を行う軽量かつ高速なアルゴリズムについて検討を行った。
(4) 本研究の成果展開として、非平面フェーズドアレイアンテナを用いた衛星向けアンテナ技術について、衛星搭載に向けた実証機の制作に向けて検討を行い、課題点の抽出を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] A Low-Power Radiation-Hardened Ka-Band CMOS Phased-Array Receiver for Small Satellite Constellation2024

    • 著者名/発表者名
      Fu Xi、You Dongwon、Wang Yun、Wang Xiaolin、Fadila Ashibir Aviat、Liu Chenxin、Kato Sena、Wang Chun、Li Zheng、Pang Jian、Shirane Atsushi、Okada Kenichi
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Solid-State Circuits

      巻: 59 ページ: 349~363

    • DOI

      10.1109/JSSC.2023.3308562

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A 41-GHz 19.4-dBm Psat CMOS Doherty power amplifier for 5G NR applications2023

    • 著者名/発表者名
      Li Zheng、Chen Zixin、Wang Qiaoyu、Liu Junqing、Pang Jian、Shirane Atsushi、Okada Kenichi
    • 雑誌名

      IEICE Electronics Express

      巻: 20 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1587/elex.20.20220558

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Ka-Band 64-Element Deployable Active Phased-Array TX on a Flexible Hetero Segmented Liquid Crystal Polymer for Small Satellites2023

    • 著者名/発表者名
      You Dongwon、Xi Fu、Herdian Hans、Wang Xiaolin、Narukiyo Yasuto、Fadila Ashbir Aviat、Lee Hojun、Ide Michihiro、Kato Sena、Li Zheng、Wang Yun、Awaji Daisuke、Pang Jian、Sakamoto Hiraku、Okada Kenichi、Shirane Atsushi
    • 雑誌名

      IEEE Microwave and Wireless Technology Letters

      巻: 33 ページ: 903~906

    • DOI

      10.1109/LMWT.2023.3264810

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 28GHz High-Accuracy Phase and Amplitude Detection Circuit for Dual-Polarized Phased-Array Calibration2023

    • 著者名/発表者名
      YAMAZAKI Yudai、ALVIN Joshua、PANG Jian、SHIRANE Atsushi、OKADA Kenichi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E106.C ページ: 149~156

    • DOI

      10.1587/transele.2022ECP5016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Ka-Band Deployable Active Phased Array Transmitter Fabricated on 4-Layer Liquid Crystal Polymer Substrate for Small-Satellite Mount2023

    • 著者名/発表者名
      You Dongwon、Wang Xiaolin、Herdian Hans、Fu Xi、Lee Hojun、Ide Michihiro、Gomez Carrel Da、Li Zheng、Mayeda Jill、Awaji Daisuke、Pang Jian、Sakamoto Hiraku、Okada Kenichi、Shirane Atsushi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 69522~69535

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2023.3291814

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A 37-43.5GHz Phase and Amplitude Detection Circuit With 0.049° and 0.036-dB Accuracy for 5G Phased-Array Calibration Using Transformer-Based Injection-Enhanced ILFD2023

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Yudai、Sakamaki Jun、Pang Jian、Alvin Joshua、Li Zheng、You Dongwon、Mayeda Jill、Shirane Atsushi、Okada Kenichi
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Solid-State Circuits

      巻: 58 ページ: 2851~2860

    • DOI

      10.1109/JSSC.2023.3272829

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Low-Power 256-Element Ka-Band CMOS Phased-Array Receiver With On-Chip Distributed Radiation Sensors for Small Satellite Constellations2023

    • 著者名/発表者名
      Fu Xi、You Dongwon、Wang Xiaolin、Wang Yun、Mayeda Carolyn Jill、Gao Yuan、Ide Michihiro、Zhang Yuncheng、Sakamaki Jun、Fadila Ashibir Aviat、Li Zheng、Sudo Jumpei、Higaki Makoto、Inoue Soichiro、Eishima Takashi、Tomura Takashi、Pang Jian、Sakai Hiroyuki、Okada Kenichi、Shirane Atsushi
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Solid-State Circuits

      巻: 58 ページ: 3380~3395

    • DOI

      10.1109/JSSC.2023.3312535

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Large-Aperture Flexible Phased Array with CMOS Beamformer for Small Satellites2024

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Okada
    • 学会等名
      IEEE MTT-S International Microwave Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sub-THz CMOS Phased-Array Transceiver Design for 6G2024

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Okada
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Circuits and Systems
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sub-THz Transceiver Design in CMOS2023

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Okada
    • 学会等名
      IEEE European Solid-State Circuits Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Ka-Band 64-element Deployable Active Phased Array Transmitter on a Flexible Hetero Segmented Liquid Crystal Polymer for Small Satellites2023

    • 著者名/発表者名
      Dongwon You
    • 学会等名
      IEEE MTT-S International Microwave Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] CMOS mmWave/THz Phased-Array Transceiver Design for 6G2023

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Okada
    • 学会等名
      IEEE Custom Integrated Circuits Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A 37-39GHz Phase and Amplitude Detection Circuit with 0.060 degree and 0.043dB RMS Errors for the Calibration of 5GNR Phased-Array Beamforming2023

    • 著者名/発表者名
      Yudai Yamazaki
    • 学会等名
      IEEE Custom Integrated Circuits Conference
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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