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2014 年度 実績報告書

無線情報エネルギー伝送技術を用いた再使用宇宙機用ワイヤレス安全監視システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 23246148
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

川崎 繁男  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (40266367)

研究分担者 稲谷 芳文  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (10168403)
丸 祐介  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (20524101)
三田 信  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (40370100)
成尾 芳博  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (70150050)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードヘルスモニタリング / ワイヤレスセンサネットワーク / 無線電力伝送 / Fly-by-Wireless
研究実績の概要

H26年度は、本研究の最終年度として、無線情報電力(エネルギー)伝送技術を適用したICタグセンサのネットワーク化(ワイヤレスセンサネットワーク)による宇宙機用安全監視システムを構築した。この再使用宇宙機用ワイヤレス安全監視システムは、ハイブリッド集積回路によるセンサICタグ、集積回路技術による小型基地局、さらに、それらの制御、センサデータ通信、および、無線電力伝送をコントロールするファームウェア、および、データを表示するソフトウェアで構成されている。
宇宙機の電気ケーブル群を機体から排除する革新的なSpace-by-Wirelessシステムの実現するため、今年度は、S帯2.45GHz・Zigbeeによるセンサ情報・データ通信に関わる情報伝達と、強電界を生じるマイクロ波によるC帯5.8GHz無線電力伝送の両立性を、再使用宇宙機であるRVTモデル機を使って検証した。また、本実証のため、実験局免許も取得した。
RVT内において、距離25cm以上の見通し外センサデータ送受信、および、無線送電局出力10W、見通し距離25cmを同時に行う送受電実験において、基地局データ受信点のRSSI(Received Signal Strength Indicator)およびPER(Packet Error Rate)を測定し、データ受信電力-60dBm下で、エラーフリー(1%以下)の結果が得られた。実験に用いた試作品はプロトタイプであり、大きさは12cmx10cmx3cmである。マルチセンサ(温度、圧力、水素ガス)対応の基地局とし、各種センサデータや高速データ送信のため、周波数分割、および、時分割の通信・無線電力伝送用ソフトウェアからなる一連のシステムの開発を行った。モニタ対象として特に水素漏洩に着目するため,本研究の成果は将来の水素社会インフラ構築にも直結する.

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The aerospace wireless sensor network system compatible with microwave power transmission by time and frequency division operations,2015

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, N. Hasegawa, S. Kawasaki
    • 雑誌名

      Wireless Power Transfer Journal

      巻: 2 ページ: 1-12

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1017/wpt.2015.2

    • 査読あり
  • [学会発表] エナジーハーベスト用ショットキーダイオードの検討その12015

    • 著者名/発表者名
      宮地晃平, 松野下誠,長谷川直輝, 野地拓匡, 吉田賢史, 川崎繁男
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2015-03-12
  • [学会発表] S帯低雑音増幅器と誘電体マイクロカロリメータのX線検出システム基礎実験2015

    • 著者名/発表者名
      野地拓匡, 宮地晃平, 菊地貴大, 山崎典子, 大橋隆哉, 川崎繁男
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] 宇宙機内WiCoPTのためのMPT用GaN HPAの設計・開発2015

    • 著者名/発表者名
      長谷川直輝, 吉田賢史, 篠原真毅, 川崎繁男
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-13
  • [学会発表] 5.8GHzマイクロ波電力伝送と両立可能な920MHz帯ワイヤレスセンサネットワークシステム2015

    • 著者名/発表者名
      吉田賢史, 長谷川直輝, 野地拓匡, 金子智喜, 朱玄宰, 前川千咲, 山澤裕之, 漆原育子, 佐藤光, 川崎繁男
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-01-15
  • [学会発表] C- / K-band Amplifier Circuits for Wireless Communication and Power Transmission2014

    • 著者名/発表者名
      N. Hasegawa, S. Yoshida, S. Kawasaki, N. Shinohara
    • 学会等名
      APMC 2014
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
  • [学会発表] The X-Band High Gain and Radiation-Hardness Low-Noise GaAs MMIC Amplifier with Cryogenic Temperature for X-Ray Astronomy2014

    • 著者名/発表者名
      T. Noji, A. Miyachi, T. Kikuchi, N.Yamasaki, K.Mitsuda, S.Kawasaki
    • 学会等名
      Asia-Pacific Microwave Conference (APMC2014)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
  • [学会発表] Analysis of Rectifier RF-DC Power Conversion Behavior with QPSK and 16QAM Input Signals for WiCoPT System,2014

    • 著者名/発表者名
      H. Sakaki, T. Kuwahara, K. Nishikawa, S. Yoshida, S. Kawasaki
    • 学会等名
      2014 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC2014)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
  • [学会発表] Interference Analysis of Dual-Band WiCoPT System for Wireless Sensor network in RVT2014

    • 著者名/発表者名
      R. Takamori, K. Nishikawa, Y. Maru, S. Kawasaki
    • 学会等名
      2014 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC2014)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
  • [学会発表] he 20 W C-band lightweight GaN HPA for wireless sensor and power transmission in a spacecraft2014

    • 著者名/発表者名
      N Hasegawa, S Yoshida, S Furuta, Y Moriguchi, S Kawasaki
    • 学会等名
      IEEE Wireless Power Transfer Conference 2014
    • 発表場所
      Jeju Korea
    • 年月日
      2014-05-08 – 2014-05-09
  • [備考]

    • URL

      http://www.rfaia.isas.jaxa.jp

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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