2023.02.21
小型地球観測衛星搭載用のKa帯フェーズドアレイ無線機の低消費電力化に成功
高頻度・高リアルタイムでの地球観測データサービスを実現
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、戸村崇助教および株式会社アクセルスペースは、従来の無線機の半分以下の消費電力で動作する、小型地球観測衛星用のKa帯フェーズドアレイ無線機の開発に成功した。
地球観測衛星では、画像取得と通信の姿勢制御の競合を避けるためにフェーズドアレイ無線機が用いられるが、小型衛星では消費電力の制約から採用が難しかった。この問題を解決するために、研究グループでは新しいアクティブハイブリッドカプラ回路技術を考案した。この技術を用いた無線機構成では、衛星通信に必須の円偏波信号を従来の約半分の機能ブロックで作り出すことが可能で、それによって大幅な消費電力の削減を実現した。
実際に作製したKa帯フェーズドアレイ無線機は、256素子のアレイアンテナおよび64個のフェーズドアレイICで構成した。各ICは安価で量産可能なシリコンCMOSプロセスで製造を行った。この無線機は、アクティブハイブリッドカプラ回路をはじめとした増幅器、移相器を搭載することで、低い消費電力でのビームステアリングと円偏波信号の生成を可能とした。本無線機の消費電力は、最大出力電力63.8 dBm EIRP（Equivalent Isotropic Radiated Power）時に26.6 Wであり、最新の円偏波フェーズドアレイ無線機と比較しても半分以下という、低い消費電力を達成した。
研究成果の詳細は、2月19日から米国サンフランシスコで開催される国際会議ISSCC 2023「International Solid-State Circuits Conference 2023」で発表される。
