ワークショップ プログラム

2022年の省令改正以降、920MHz帯や5.7GHz帯を用いたマイクロ波帯による空間伝送型ワイヤレス電力伝送（WPT）システムの実用化が進められている。マイクロ波WPTシステムではIoTデバイスへの給電が主要な応用になるが、携帯デバイスなどへの給電など大きな受電電力を実現するために、送電アンテナの高利得化が可能になる24GHz帯などミリ帯の利用が検討されている。
本セッションでは、ミリ波帯を利用したWPTに関する制度化、デバイスおよびシステムの研究開発の最新動向について紹介する。

キーワード ： ミリ波、ワイヤレス電力伝送、ワイヤレス給電、RF-Beam WPT、制度化、IoT、モバイルデバイス

各種通信やセンシング、電力伝送など電波を利用するシステムが幅広い分野で活用されるようになった。電波を利用するためにはアンテナは必須の技術であり、設計の妥当性検証や認証などのためにはその特性を測定することも必須となっている。
本基礎講座では小形アンテナ、大型アンテナの放射パターンや反射特性などのアンテナ特性を測定するための基礎について解説する。

キーワード ： アンテナ、測定、インピーダンス、放射パターン、小形アンテナ、大型アンテナ

マイクロ波電力増幅器は、無線通信や無線電力伝送をはじめとする多様なマイクロ波応用において、重要な役割を担う中核部品の一つである。
本講演では、マイクロ波電力増幅器の基本的な回路構成、整合回路の設計指針、および高効率化を実現するための基本概念について解説する。さらに、実践的な設計手法について、最新の研究成果を交えながら紹介する。

キーワード ： 電力増幅器、整合回路、高効率

マイクロ波電力増幅器はこれまで、主に通信インフラを支える基幹デバイスとして発展してきた。一方で近年、その技術基盤を活かし、レーダー・センシング、マイクロ波加熱、医療、エネルギー伝送、宇宙応用など、従来の用途にとどまらない多様な分野への展開が急速に進んでいる。
これらの新たな応用領域は、それぞれ異なる要求条件や価値を持つ「新たなフロンティア」であり、マイクロ波増幅器には広帯域化、高周波化、高効率化、小型化、信頼性向上に加え、用途に応じた最適設計が求められている。また近年では、電磁場・回路・熱などの物理現象が相互作用する条件下での動作解析を行うマルチフィジックスシミュレーション技術が、高周波設計分野においても重要性を増している。特に、電磁界解析や回路解析に熱解析を組み入れた手法は、高周波パワーデバイスや電力応用の高性能化を支える基盤技術となっている。
本ワークショップでは、こうした新領域における具体的な活用事例を俯瞰するとともに、マイクロ波加熱をはじめとする注目分野の技術動向、さらに電磁場と伝熱の相互作用解析や発熱影響を考慮した回路解析といったマルチフィジックスシミュレーションの最新技術を紹介する。これらを通じて、マイクロ波増幅器の応用可能性の広がりと設計技術の進化を明らかにし、「マイクロ波増幅器が拓くニューフロンティア」を展望する。

キーワード ： 増幅器、マイクロ波加熱、ダイヤモンド

低軌道衛星コンステレーションの実現に向けて、超小型衛星を用いた宇宙通信システムの研究開発が進められている。近年は、災害時通信や通信エリア拡張を目的とした携帯端末への直接通信（D2D）や、航空機・自動車等との通信を視野に入れた広域宇宙通信ネットワークへの期待も高まっている。
本セッションでは、レコード盤軌道を用いた1万機以上の超小型衛星編隊飛行の運用構想や分散制御技術を概説するとともに、D2D通信を支える宇宙空間でのマルチビーム・フェーズドアレーアンテナ技術について紹介する。さらに、超小型衛星の衛星間通信システムについて紹介し、将来の宇宙通信ネットワークを支える要素技術の最新動向を展望する。

キーワード ： 超小型衛星、LEOコンステレーション、編隊飛行技術、飛行制御技術、フェーズドアレーアンテナ、衛星間通信

IoTの社会実装が進む中で、海上、山間部、地中、水中など地上通信網の利用が難しい環境や、多数の端末が同時に接続する高密度環境において、広域かつ大規模なセンシング・モニタリングを可能とする技術が重要となる。特に、次世代IoTシステムの構築を担う技術として、衛星通信の活用、安定した無線接続と多端末収容を実現する通信方式、限られた通信資源の効率的利用のための最適化への期待が高まっている。
本ワークショップでは、衛星IoTシステム、大規模IoT向け通信方式、無線通信最適化技術を題材に、困難環境における広域・高密度IoTを支える基盤技術の最新動向を紹介する。

キーワード ： 大規模IoT、衛星IoT、Asynchronous Pulse Code Multiple Access (APCMA)、無線通信最適化

ミリ波帯フレキシブル導波管 (Flexible Waveguide, FWG) は、幅広い産業分野で新たな価値を創出し得る伝送技術として注目されています。
本セッションでは、FWGの基本原理と基礎特性、最新の開発動向を概説するとともに、応用に不可欠な評価手法、ミリ波通信装置での活用事例、極低温量子計測への応用を紹介します。さらに、測定器やレーダー、医療機器への応用など今後期待される展開も取り上げ、FWG技術がもつ幅広い可能性を提示します。

キーワード ： フレキシブル導波管 (FWG)、ミリ波伝送技術、テラヘルツ波伝送技術、伝送特性、ミリ波通信装置、導波管コネクター、ミリ波の利便性向上、医療機器応用、極低温量子計測、測定器応用

微細な構造で光や波を操るフォトニック結晶・メタマテリアルは、従来、精密な空間形状の作り込みに着目して発展し、多様な波動伝搬制御を実現してきた。近年、構造という概念の捉え方が、二つの方向へ広がりつつある。一つは、形のつながり方を表すトポロジーに着目する方向である。トポロジカルフォトニクスでは、トポロジーが保証するロバスト性により、乱れや急峻な曲げに対しても安定した波動伝搬が実現される。もう一つは、構造を時間方向へ拡張するものである。動的な構造変化は通信応用で求められるビームステアリングのような機能切替を可能にする。さらに波動伝搬中に構造が変化すると、高効率な周波数変換をはじめ通常の系では実現しえない時変現象が立ち現れる。
本ワークショップでは、時空間構造を含む広義のメタマテリアルを対象に、広がりゆく構造概念が拓く新たな現象とその応用を展望する。

キーワード ： トポロジカルフォトニクス、動的メタマテリアル、時変メタマテリアル、流体メタマテリアル、ビームステアリング、周波数変換

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量子コンピュータの実現に向けた研究開発は近年著しい進展を見せており、その根幹を支える技術としてマイクロ波技術の重要性が高まっている。とりわけ固体量子ビットにおいては、量子状態の制御・読出し・結合といった基本機能がマイクロ波信号や電磁界設計に依拠しており、従来の高周波・マイクロ波回路技術との接点は極めて大きい。
本セッションでは、「マイクロ波回路設計の観点から固体量子ビットを理解する」ことをテーマとして、超伝導、シリコン、ダイヤモンドに代表される量子ビットを取り上げ、当該分野の第一線で活躍する研究者を講師に迎え、その基礎と周辺技術を平易に解説いただく。これにより、従来の高周波設計技術との共通点および相違点を整理し、マイクロ波技術者の量子分野への理解を深め、参入を促すことを目的とする。

キーワード ： 固体量子ビット、マイクロ波量子制御、量子デバイス設計