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6G時代の衛星コンステレーションによる超広域、高速通信に貢献

• CMOSフェーズドアレイICによる両円偏波同時Ka帯通信に世界で初めて成功
• ビーム角に適応する円偏波補償回路およびインピーダンスチューナを提案
• 超小型衛星搭載用Ka帯フェーズドアレイ無線機を開発
  
  

東京工業大学 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所の白根篤史准教授と同 工学院 電気電子系の岡田健一教授は、6G時代の低軌道衛星コンステレーションに利用可能な超小型衛星搭載用Ka帯フェーズドアレイ無線機を開発した。また、衛星通信における右旋・左旋の両円偏波を同時に利用したKa帯高速通信を、CMOSフェーズドアレイICを用いて世界で初めて実現した。

従来の衛星搭載用無線機では、長距離通信かつ高精度な右旋・左旋両円偏波を実現するためにホーンアンテナのような一方向のみに高い利得を持つ大型のアンテナが用いられてきた。一方で、フェーズドアレイ無線機は基板上の平面アンテナ利用によるアンテナの小型化、さらにビームステアリング機能による通信方向の制御が可能だが、両円偏波の精度がビームステアリング時に劣化してしまう欠点を持っていた。

本研究では、新たに提案する円偏波補償回路およびインピーダンスチューナ回路をフェーズドアレイICに集積することで、どのようなビーム角においても、両円偏波の精度を劣化させずに高速無線通信を実現することに成功した。本フェーズドアレイICは、標準シリコンCMOSプロセスによって製造しており、衛星コンステレーションで必要とされる大量の超小型衛星の量産化やコスト低減に寄与する。

本研究成果は、6G時代の低軌道衛星コンステレーションを利用した超広域・高速衛星通信網や、5Gへの導入が検討されている非地上系ネットワークの利活用を加速させるものである。

研究成果の詳細は、6月19日から開催された国際会議RFIC 2022「Radio Frequency Integrated Circuits Symposium 2022」で発表された。

試作したKa帯フェーズドアレイ無線機およびIC

問合せ先

白根篤史准教授（量子ナノエレクトロニクス研究コア）
https://shirane-lab.ee.e.titech.ac.jp/