全方位通信可能な球型フェーズドアレイ無線機の研究

全向通信球形相控阵无线电研究

• 批准号: 21K14208
• 负责人: 白根 篤史
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14208/
• 关键词: 超小型衛星; 無線通信; フェーズドアレイ; CMOS; ミリ波

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、フェーズドアレイ無線機の試作評価を行った。6層と2層のLCP基板を部分的に持つ構造となっており、アンテナ素子やIC実装は6層部分に、伝送線路やそのほかの配線は2層の部分で構成することで、基板の厚い部分と薄い部分に分け、折り曲げをしやすい基板構成としている。試作した無線機は、64素子のアンテナ素子を持ち、折り曲げ可能でありながらビーム方向を制御することが可能である。実際に衛星通信でもちいられる変調信号を用いて測定評価を行い、256APSK変調時に12Gbpsの良好な通信特性が得られることを確認した。さらにフェーズドアレイ無線機が折れ曲がっている際も、非平面性を考慮しながら各アンテナ素子における振幅および位相を調整することで、ビーム制御が可能となることを測定評価により実証した。

This study aims to provide guidance for the realization of next-generation high-speed satellite communications in the field of ultra-small satellites, small satellites, and satellite attitude control systems. Any spherical in-phase polyhedron, flat fold, possible, hit the top, open, orbit input, possible, spherical expansion type, wireless research Polyhedron composition, bending, and high frequency characteristics of Liquid Crystal Polymer (LCP) are optimized for use in wireless applications. 6 layers and 2 layers of LCP substrate part of the support structure, the element and IC installation 6 layers part, the transmission line and the wiring of the 2 layers part of the structure, the thick part of the substrate, the thin part of the substrate, the bending part of the substrate structure. Try to make a radio, 64 elements of the element, hold it, fold it, turn it. In the meantime, satellite communication has been confirmed to have good communication characteristics at 12 Gbps when the modulation signal is measured. The amplitude and phase of each element are adjusted according to the measurement results.

项目成果

A Flexible Implementation of Ka-band Active Phased Array for Satellite Communication

卫星通信Ka波段有源相控阵的灵活实现

• 发表时间: 2022
• 作者: Xiaolin Wang;Dongwon You;Xi Fu;Hojun Lee;Zheng Li;Daisuke Awaji;Jian Pang;Atsushi Shirane;Hiraku Sakamoto;and Kenichi Okada
• 通讯作者: and Kenichi Okada