Flexible Phased Array for Directional Wireless Communication

用于定向无线通信的灵活相控阵

• 批准号: 20H00236
• 负责人: 岡田 健一
• 金额: $ 28.2万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00236/
• 关键词: フェーズドアレイアンテナ; 無線通信; CMOS集積回路

(1) 通常の平面に配置されたフェーズドアレイを駆動するためには、位相のみの制御が行われる。必要な位相分解能は5度程度である。非平面アレイでのビームフォーミングには、0.5度の位相分解能が必要となり、また、0.1dB程度の振幅調整機構も必要となる。前年度までに実施した小課題(2)の成果を取り込んで、高精度な位相・振幅制御によるビームフォーミングと、アンテナ間結合の自律計測が可能なCMOS集積回路ICを作成した。(2) アンテナ面が変形した場合でも所望方向にビームを向けるためには、まずは個々のアンテナの位置や傾きを特定する必要がある。その後電気的な補償を行うが、15dB程度のサイドローブ抑圧を得るためには1度の位相精度が必要となる。小課題(1)で作成するフェーズドアレイICに組み込み、実際にCMOS集積回路として動作させ、超多ポート内蔵ネットワークアナライザによる自律計測機能を実証した。(3) アンテナ面の変形によりアンテナ間の信号結合が変化することを利用して、アンテナ間の相対的な位置や傾きを推定する。前年度に引き続き、連続的な局面に配置される場合についての検討を行った。(4) JAXA革新的衛星技術実証3号機における実証コンポーネントとして選定され、宇宙実証機を開発した。衛星搭載を想定したビームパターン補償について実験も含めて検討を行った。

(1) Usually, the <s:1> plane に is configured with されたフェ されたフェ ズドアレ ズドアレ を駆 を駆 motion するために われる and phase <s:1> み <s:1> control が row われる. The necessary な phase decomposition energy is な 5 degrees である. Nonplanar ア レ イ で の ビ ー ム フ ォ ー ミ ン グ に は, 0.5 degrees の phase decomposition to が と necessary な り, ま た amplitude adjusting mechanism, the degree of 0.1 dB の も necessary と な る. Before the annual ま で に be applied し little project (2) の results を た り 込 ん で suppression, high precision な phase, amplitude に よ る ビ ー ム フ ォ ー ミ ン グ と, ア ン テ ナ combination between の self-discipline measuring が may な CMOS set integrated circuit IC を made し た. (2) ア ン テ ナ surface が - shaped し た occasions で も hoped direction に ビ ー ム を to け る た め に は, ま ず は a 々 の ア ン テ ナ の position や pour き を specific す る necessary が あ る. そ の 気 な compensation after electricity line を う が, degree of 15 db の サ イ ド ロ ー ブ 圧 suppression を must る た め に は 1 degree の phase precision が necessary と な る. Small subject (1) で す consummate る フ ェ ー ズ ド ア レ イ IC に group み 込 み, the event be に CMOS set integrated circuit と し て action さ せ, super ポ ー ト within 蔵 ネ ッ ト ワ ー ク ア ナ ラ イ ザ に よ る self-discipline function of measuring を card be し た. (3) ア ン テ ナ surface の - shaped に よ り ア ン テ ナ の signals between combining が variations change す る こ と を using し て, ア ン テ ナ き や な position of seaborne の phase between presumption を す る. , even before the annual に lead き 続 き 続 な situation に configuration さ れ る occasions に つ い て の 検 line for を っ た. (4) the JAXA satellite technology innovation be the no. 3 machine に お け る card be コ ン ポ ー ネ ン ト と し て selected さ れ, universe be card machine を 発 し た. The satellite carried a を experiment, which included めて検 operation, を and った.

项目成果

A CMOS Dual-Polarized Phased-Array Beamformer Utilizing Cross-Polarization Leakage Cancellation for 5G MIMO Systems

针对 5G MIMO 系统利用交叉极化泄漏消除的 CMOS 双极化相控阵波束形成器

• DOI: 10.1109/jssc.2020.3045258
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEE Journal of Solid-State Circuits
• 影响因子: 5.4
• 作者: Furukawa Ryudai;Tanaka Yasunori;Nakano Yusuke;Akashi Keita;Ishijima Tatsuo;Watanabe Shu;Sueyasu Shiori;Nakamura Keitaro;Pang Jian et. al
• 通讯作者: Pang Jian et. al

A 37-39GHz Phase and Amplitude Detection Circuit with 0.060 degree and 0.043dB RMS Errors for the Calibration of 5GNR Phased-Array Beamforming

用于校准 5GNR 相控阵波束形成的 37-39GHz 相位和幅度检测电路，具有 0.060 度和 0.043dB RMS 误差

• 发表时间: 2022
• 作者: Yudai Yamazaki;Jun Sakamaki;Jian Pang;Joshua Alvin;Zheng Li;Atsushi Shirane;and Kenichi Okada
• 通讯作者: and Kenichi Okada

An 8.5-dB Insertion Loss and 0.8° RMS Phase Error Ka-Band CMOS Hybrid Phase Shifter Featuring Nonuniform Matching for Satellite Communication

具有非均匀匹配功能的 8.5dB 插入损耗和 0.8° RMS 相位误差 Ka 波段 CMOS 混合移相器，适用于卫星通信

• DOI: 10.1587/transele.2021ctp0002
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEICE Transactions on Electronics
• 影响因子: 0.5
• 作者: FU Xi;WANG Yun;WANG Xiaolin;GU Xiaofan;LUO Xueting;LI Zheng;PANG Jian;SHIRANE Atsushi;OKADA Kenichi
• 通讯作者: OKADA Kenichi

Millimeter-wave/THz Phased-Array Transceiver for Beyond 5G

适用于 5G 以上的毫米波/太赫兹相控阵收发器

• 发表时间: 2021
• 作者: 荒川侑司;内山和治;橋本祐希;内田欣吾;深港 豪;中村振一郎;成瀬 誠;堀裕和;Kenichi Okada,
• 通讯作者: Kenichi Okada,

A Flexible Antenna for Ka-Band Active Phased Array SATCOM Transceiver

Ka波段有源相控阵卫星通信收发机的柔性天线

• 发表时间: 2020
• 作者: Dongwon You;Awaji Daisuke;Atsushi Shirane;Hiraku Sakamoto;and Kenichi Okada
• 通讯作者: and Kenichi Okada