腫瘍検出のための生体内電磁波伝搬の研究

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21246059
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 吉川 公麿 広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 教授 (60304458)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: CMOS集積回路 / アンテナトレー / 無線通信 / 乳がん / ウルトラワイドバンド

研究概要

乳腺腫瘍で散乱された微弱な電波を受信し、乳腺腫瘍を非侵襲でイメージングする超広帯域UWB（ウルトラワイドバンド）通信に対応できる手のひらサイズの４ｘ４スロットアンテナアレーを開発した。UWB-CMOS乳腺腫瘍位置計測システムとして、周波数領域アナログベクトルネットワークアナライザーに対応する時間領域デジタル超高感度サンプリング回路を開発した。具体的には、位相雑音を極限まで低減するリング電圧制御発振回路にサブサンプリング位相ロックループ回路を組み合わせて位相雑音-119.1 dBc/Hz 、ジッター 0.73 ps を達成した。開発した共焦点画像処理アルゴリズムで４ｘ４（16個）の平面アンテナのすべての組み合わせで送受信される電波の位相遅れと振幅の変化から断面画像をイメージングした。
170psの高速インパルスをデジタルサンプリングするために、102GS/sの等価時間サンプリングCMOS回路を開発した。消費電力は125mWで、4bit高速アナログデジタル変換回路、16-64位相インターポレータ回路、スイッチカスコードマルチプレクサ回路から最小時間分解能9.8psを達成した。

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Model Pulses for Performance Prediction of Digital Microelectronic Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: I. E. Lager, A. T. de Hoop, T. Kikkawa
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 巻: 2 ページ: 1859-1870
  • 査読あり
• [学会発表] -119.1 dBc/Hz Phase Noise Ring-VCO-Based PLL CMOS Circuit Using A Tunable Narrow-Deadzone Creator in Frequency Locked Loop (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sogo, A. Toya, and T. Kikkawa
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] 102.4 GS/s Impulse Sampling Circuit with Low Power and Low Timing Error Clock Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Toya, Kenta Sogo, Nobuo Sasaki and Takamaro Kikkawa
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120925-27
• [学会発表] Influence of Breast Organisms and UWB Antenna Array Configuration on the Resolution of Breast Cancer Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, A. Toya, X.Xiao and T. Kikkawa
  • 学会等名: Proc. of 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120925-20120927
• [学会発表] A Ring-VCO-Based Sub-Sampling PLL CMOS Circuit with -119.1 dBc/Hz Phase Noise and 0.73 ps Jitter (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Sogo, A. Toya, and T. Kikkawa
  • 学会等名: the 38th European Solid-State Circuits Conference
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 20120917-20120921
• [学会発表] Compact Planar UWB Antenna Array for Breast Cancer Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sugitani, S. Kubota, A. Toya and T. Kikkawa
  • 学会等名: 2012 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC/URSI National Radio Science Meeting
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20120708-20120714
• [図書] Wireless digital information transfer: modeling, prediction and assessment,"Model Pulses for Performance Prediction of Digital Microelectronic Systems," Pulsed Electromagnetic Fields: Their potentialities, computation and evaluation (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Lager, A. T. de Hoop, T. Kikkawa
  • 総ページ数: 200
  • 出版者: IOS Press
• [図書] Wireless Interchip Interconnects, (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kikkawa
  • 総ページ数: 300
  • 出版者: John Wiley & Sons, Ltd