全方位通信可能な球型フェーズドアレイ無線機の研究
【研究キーワード】
超小型衛星 / 無線通信 / フェーズドアレイ / CMOS / ミリ波
【研究成果の概要】
本研究は、超小型衛星による次世代の高速衛星通信の実現に向け、小型・軽量、そして姿勢制御不要な全方位通信が可能な球型フェーズドアレイ無線機を、折り畳み可能な多面体をフレキシブル基板で構成することによって実現を目指している。任意の球面に同相な多面体は、平坦に折り畳み可能であり、打ち上げ時には畳んでおき、軌道投入後に大きく開くことが可能な球面展開型フェーズドアレイ無線機の研究を行った。多面体を構成するために、折り曲げ可能かつ高周波特性に優れるLiquid Crystal Polymer (LCP)フレキシブル基板を用いて、アンテナおよび高周波回路の構成を検討した。折り曲げ可能なアンテナの設計、試作評価を行ったのち、LCP基板を用いてフェーズドアレイ無線機を作成した。作成した無線機は、折り曲げ可能かつ、無線通信信号の送受信やビームフォーミングといったフェーズドアレイの基本動作を確認することに成功した。また、フレキシブル基板上の折り曲げ線をまたいで配線することができないため、パッチアンテナとフェーズドアレイICの接続のワイヤレス化を検討した。球面の中心に無指向性のアンテナを配置し、オンチップアンテナを搭載したフェーズドアレイICを用いて電波の送受信を行うために、フェーズドアレイ型リレーICの設計、試作評価を行った。試作したリレーICは、無線電力伝送を用いた電源によって動作し、かつ無線通信信号のリレー機能を実現することに成功した。
【研究代表者】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2021-04-01 - 2023-03-31
【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)