2011 Fiscal Year Annual Research Report
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
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23246148
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
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)
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)
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)
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| Keywords | ヘルスモニタリング / ワイヤレスセンサーネットワーク / 無線電力伝送 / Fly-by-Wireless |
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| Research Abstract |
実際のハードウェア開発の面からのフィージビリティスタディにより、本研究では通信方式はMIMOを用い、基地局として発射時の振動に耐えられるコンパクトサイズであること、また、センサタグは、できるだけ薄膜構成とし、センサデータの伝送レートに応じて、薄型バッテリーを付加することとした。
送受信チップは6mm x 6mm程度とし、これにチップダイポールなどのアンテナチップを組み合わせ、アクティブ集積アンテナ化とすることが現実的である。さらにガスセンサチップをSi基板上に、リフローでの接合はもとより、ホットビアもしくは常温接合で融着させ、耐震性を増す。センサチップは半径2cm以下に収めることを目標とする。
5.8GHzで動作する約3mm四方のMMIC高出力アンプをセラミックパッケージに封入し、出力200mW以上で動作させることができた。このとき、発振は見られなかった。温度センサについては原型センサタグとして、無線電力伝送によるワイヤレスセンサとしての動作は確認できた。
再使用ロケットのプロトタイプモデルを用いたロケット内通信実験を、MIMOを用いて行った。2.4GHz帯を用いた2素子アレーで、80Mbps以上の伝送速度が良質な通信を保って行うことができた。また、周波数2.25GHzのGaN高出力高効率アンプを用いて、無線電力伝送によるワイヤレス給電で、ミニカーをバッテリーレスで走行させることができた。送受電アンテナの距離は、1.2m程度であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
システムのフィジビリティティスタディを行い、通信方式とセンサタグ機能等の確認を行った。この検討に基き、部分的な通信モデルの試作と、それらを用いた確認実験を行い、有益なデータを得ることができた。また、無線電力伝送においても、1.2mの距離で温度センサを用いたWiSEnT実験を行い、バッテリーレスセンサからのデータを取得することができた。これらをもとに、ワイヤレスセンサと無線電力伝送を組み合わせる技術を確立していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
評価用S帯センサ付アンテナ、C帯基地局、送受AIAタグチップの試作を予定している。水素センサ、および圧力センサは、単体の動作確認のみである。原型センサタグは完成していないが、早急に着手する予定である。また、試験用として、実験用RVTロケット内にタンクダミーを設置する予定である。送受AIAタグチップ、センサタグの部品の自作が困難な場合は、市販のチップやセンサデバイスを使うことも検討する。
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Research Products
(9 results)
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[Presentation] Microwave R & D inside Japan2011
Author(s)
Tamotsu Nishino, Shigeo Kawasaki, Noriharu Suematsu, Kenjiro Nishikawa
Organizer
European Microwave Conference 2011
Place of Presentation
Manchester, UK(Invited)(招待講演)
Year and Date
2011-10-13
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