集団同期現象を用いた周波数シンセサイザシステムに関する研究

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本研究テーマを通して、端末単体の性能を向上させることでシステム全体の性能向上を実現するという従来の工学思想を、複数端末の群としての挙動を制御することでシステムの性能を向上させること意味する「量が質を生む」新たな工学領域への拡張を目指す．具体的には，現在のワイヤレスセンサネットワーク(WSN)の無線端末開発が抱えている，「消費電力を削減するために周波数チャンネルの管理を手放す→端末が多数あるため容易に混信を起こし，端末の数という優位性が生かせない」という矛盾を解決し，WSNが持つ「多数の端末で構成される」という強みをより発揮させることを目指している．本年度は，回路的アプローチから提案システムの表現式を導出し，その定量的関係を明らかにした．はじめに，[1]で報告されている電流ドメインの注入同期モデルを提案システムにおける多数結合のモデルへと拡張した．結果，前年度のモデルにおいて結合係数をロックレンジで置き換えた式を導出した．続いて，導出した式と発振器のパラメータとの対応を示した．結果，提案システムの挙動は発振器のQ値と発振器間の距離にのみ依存し，発振器の電流や発振電力には依存しないことを示した．提案システムの性質として以下のものを導出した．まず，ロック後の周波数は，システム内に存在する発振器の自走発振周波数の平均値であらわされる．続いて，N個の発振器間のロックレンジをωLで同一と仮定すると(1) オフセット周波数ωL以下では，位相雑音は1/N． (2)そこから位相雑音のカーブの減衰は緩やかになり，オフセット周波数NωL付近ではほぼフラットになる．今年度の成果として，学術論文誌に2件採択され，また「IEEE EDS Japan Chapter Student Award」を受賞した[1] B. Razavi, JSSC, vol.39, no.9, Sep. 2004