ワークショップ プログラム

ワイヤレス給電(WPT)に入門したあなた、次のステップへと進みませんか。回路やシステムをレベルアップさせるコツを学びましょう！
これからのWPTでは大電力かつ高効率なシステム構築が求められています。本基礎講座ではWPTの方式による違い、システムに適した方式、システム設計、回路設計、そして高効率化までkHz帯とMHz帯におけるWPT構成法について若手技科大教員が解説します。

キーワード ： ワイヤレス給電、ワイヤレス電力伝送、磁界結合、電界結合、電気自動車、医用生体工学

現在、第三次AI(人工知能)ブームとも呼ばれる時代において、AIはさまざまな分野で幅広く活用されている。その中でも、次世代通信回路の設計においても、AIの活躍は目覚ましく、回路の構造パターンの選択やモデリング化、回路シミュレーション・評価、回路パラメータの最適化など、さまざまな設計プロセスの中で活用されている。特にAIを用いた回路設計の自動化は、回路設計者の時間と労力を節約することができ、ますます注目を浴びている。
本特別セッションではAI技術の基礎を紹介した後に、AI技術を用いた高性能光・ミリ波デバイスのトポロジー最適設計や演算増幅器の自動設計、ミリ波GaN HEMTのモデリングなど、最新の応用例と今後のトレンドを紹介する。

キーワード ： AI、人工知能、機械学習、深層学習、回路設計、自動設計、最適化、ミリ波

6Gにおいてサブテラヘルツ帯の利用が想定されている。この周波数帯の電磁波は直進性が非常に高いため、見通し外へも無線カバレッジを確保することが最大の課題である。この課題に対し、入射波を通常の反射の法則に従わない任意の方向に高効率で、かつ伝搬環境やネットワークからの要求に従って動的に反射させるメタサーフェス技術が注目されている。
本ワークショップでは、6Gに向けたメタサーフェス技術について、サブテラヘルツ帯材料そのものの特性評価技術を含めた最新動向を紹介し、実用化に向けた課題や今後の展望について議論する。

キーワード ： メタサーフェス、RIS、6G、サブテラヘルツ波

1950年代の誕生以来、ネットワークアナライザは劇的な発展を続けてきた。システム設計およびキャリブレーション技術の絶え間ない改善により、ネットワークアナライザは幅広い機能を搭載するまでに進化した。無線通信、エレクトロニクス、科学研究などの分野における精密な信号測定および解析機能により、ネットワークアナライザは現代社会に大きな影響を及ぼした。
本ワークショップでは、ネットワークアナライザを製造する三社から、現状の製品および各社が考える今後の発展を紹介する。

キーワード ： ネットワークアナライザ、マイクロ波

国内では5Gの商用化に向け、sub6とともに、28GHz帯のミリ波が1事業者当たり400MHzの広い帯域幅で割り当てられた。さらにローカル5Gに対しても4.7GHz帯とともに28GHz帯が割り当てられている。3GPPにおける国際標準化においても、ミリ波に対応した標準仕様が5Gの初期仕様から盛り込まれた。しかしながら5Gの商用展開は現在のところ、ローバンドおよびミッドバンドの5G移行と、sub6を中心に進められており、ミリ波の導入はエリア的にも端末の普及の観点でも十分に進んでいない。世界の状況としてもミリ波の商用展開が開始されている国は極めて限定的である。
その一方で、ミリ波はその広い周波数帯域幅により、5Gの特徴の一つである超高速、大容量通信、低遅延通信等の実現により、新たなサービス分野の創造等において大きな役割が期待されている。トラヒック量も引き続き増加しており、将来的なミリ波によるトラヒック収容の期待も高い。
これらの期待を考慮し、ミリ波普及促進を図ることを目的として、2023年1月に5Gモバイル推進フォーラム(5GMF)内にミリ波普及推進アドホックが設立された。既に本アドホックで作成された白書が公開されている。
本ワークショップでは、本白書の基本的な内容として、ミリ波の必要性、ユースケース、国内外状況、性能、ローカル5Gとの親和性とともに将来の展望について取り扱う。

キーワード ： ミリ波、5G、ローカル5G

ミリ波・テラヘルツ波ではデバイスの開発のみならず様々な分野への応用研究が検討されている。これらの周波数帯では伝搬損失が大きくなるため、それを克服するアプローチのひとつとしてアレーアンテナ技術が注目されている。
本セッションでは、次世代移動通信やセンシングへのアレーアンテナ技術適用を目指した取組みを紹介いただく。

キーワード ： 次世代、ミリ波、テラヘルツ波、アレーアンテナ

近年の電子機器周辺の電磁環境は複雑多様化しており、電磁環境両立性 (EMC: Electromagnetic Compatibility)を考慮した設計や対策を直感的に行うことが困難になってきている。そこで、機械学習や深層学習といった人工知能 (AI: Artificial Intelligence)技術が様々な分野で飛躍的な発展を遂げていることを背景に、それらの助けを借りてEMC問題へ対処しようという取り組みが注目されている。
本ワークショップでは、基板設計やノイズ対策を始めとして、EMC設計・対策に関連した諸問題へAI技術を活用する方法やその応用事例を紹介する。

キーワード ： 電磁環境両立性 (EMC)、ノイズ対策、人工知能 (AI)、機械学習、深層学習

近年、電子機器に無線通信機能が搭載されることで新たな使い方が生まれ、オンラインゲーム対戦や外出先からの家電の制御など一昔前では想像できなかったサービスが展開されるようになってきた。スマートフォンをはじめとする携帯型端末のハードウェア関連では、低消費電力化の研究開発も行われているが、現実的には搭載されるバッテリ容量の大容量化が進んでいる。このような背景の中、スマートフォンやIoTデバイスへの安定した電源確保は喫緊の課題であり、解決策の一案として空間伝送型のワイヤレス給電技術の研究開発が進められている。2022年春には、日本国内において法整備が進み、ワイヤレス給電の製品も発売されるようになってきた。
本セッションにおいては、ビジネス展開を見据えた空間伝送型のワイヤレス給電の研究開発の最前線を解説する。

キーワード ： ワイヤレス給電、無線電力伝送、IoTデバイス、マイクロ波システム

次世代移動通信システム(Beyond 5G/6G)の目標性能を実現するため、高効率電力増幅器の研究開発が盛んに行われている。基地局の消費電力に占める電力増幅器の割合は大きく、回路やデバイスなど様々な観点から高効率・低歪化への取り組みが進められている。
本セッションでは、回路トポロジーに焦点を当て、電力増幅器に適用可能な高効率・低歪化の注目技術を紹介する。

キーワード ： Beyond 5G/6G、Sub-6 GHz、基地局、電力増幅器、GaN-HEMT、GaAs-HBTs、高効率化、負荷変調、アウトフェージング、ロードモジュレーテッドバランスアンプ、ドハティ、マイクロ波、ミリ波

Beyond 5G/6Gで求められる超高速・大容量通信を実現するために、周波数変調帯域幅の拡大と使用周波数の高周波化が進んでおり、特に送信用増幅器には高効率動作と広帯域動作の両立が求められている。
本基礎講座では、Beyond 5G/6Gへ向けた増幅器の高効率・広帯域化技術の基礎を分かりやすく解説するとともに、最新の適用事例を紹介する。

キーワード ： Beyond 5G、6G、高調波処理技術、高効率増幅器、広帯域増幅器、ドハティ増幅器

マイクロ波回路の設計や測定では、Sパラメータが広く使われている。近年、回路シミュレータや電磁界シミュレータが益々便利になっており、Sパラメータを自分で測定・計算する機会が減っていると思われる。それが、初心者のマイクロ波回路の理解を妨げていると感じている。
そこで、本講座では、マイクロ波技術に興味を持つ初学者を主な対象に、Sパラメータの基礎について述べる。また、Sパラメータを計算した事例を説明し、マイクロ波回路設計の一助になることを示す。

キーワード ： Sパラメータ、dB、挿入損失、リターンロス、VSWR、受動回路

アンテナやRF回路の高周波回路（配線や物の大きさが波長に比べて1/100程度以上の大きな回路）は電気回路・電子回路の知識だけでは設計できない。電圧・電流のみでは記述できない電磁波の振る舞いを考える必要があるからである。
本超入門講座では、電磁界シミュレータによる解析、ネットワークアナライザによる測定を通した設計の流れについて解説する。高周波測定器は従来高価なものだったが、近年1万円程度の安価な測定器が登場した。マイクロストリップ線路とパッチアンテナを例として取り上げて、シミュレーションと安価な測定器による実測と結果の比較考察を通して設計・試作の一連の流れを体感していただく。

キーワード ： アンテナ設計、電磁界シミュレーション、FDTD法、Sパラメータ、ベクトルネットワークアナライザ (VNA)