| 講演名 | 2023-11-22 ［ショートペーパー］3次元ルーネベルグレンズを用いたアナログビームフォーミング給電回路の入出力ポート配置に関する一検討 新井 麻希(東京理科大), 長谷川 幹雄(東京理科大), |
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| 抄録(和) | 本報告では，3次元ルーネベルグレンズを用いたアナログビームフォーミング給電回路における指向性相関行列を用いた入出力ポート配置設計法について提案する．将来無線通信システムの大容量化のため，ミリ波等の高い周波数帯域の利用が検討されている．高い周波数帯域の電波は直進性が高く伝搬損失が大きいため．多数のアンテナ素子とビームフォーミング給電回路を用いた信号位相制御により高利得ビームを形成し，電波を送受信することが必要不可欠である．アンテナ素子数を増やすにつれて特定の方向への利得を高めることが出来る一方で，ビームフォーミング給電回路の配線が複雑化する．これまでに著者らは，3次元ルーネベルグレンズという球型誘電体レンズを通して各アンテナ素子への信号入出力を行う構成を提案し，配線の簡易化および1つのレンズ構成で水平・垂直両方向へのビームフォーミングを可能とした．本報告では，3次元ルーネベルグレンズを用いたアナログビームフォーミング給電回路について，ビーム指向性の角度方向の相関を最小化する目的関数を定義し，入出力ポートの最適な配置を導出する．さらに，半波長間隔のアレーアンテナと提案給電回路を用いた場合の通信路容量特性について評価を行う． |
| 抄録(英) | In this report, we propose a method to design an input/output-port arrangement using a directivity correlation matrix for an analog beamforming network with a 3-dimensional Luneburg lens. To increase the capacity of future wireless communication systems, high-frequency bands such as millimeter waves are useful. Since the high-frequency bands have high linearity and high propagation loss, it is essential to form high-gain beams using a large number of antenna elements with a phase control feeding circuit, called as a beamforming network. While increasing the number of antenna elements enables higher gain in a specific direction, the wiring for the beamforming network becomes more complex. To solve the problem, the authors have proposed a beamforming network using a 3-dimensional Luneburg lens, which provides multiple input and output signals corresponding to each antenna element through a spherical dielectric lens. The proposed configuration enables simple wiring and beamforming in both horizontal and vertical directions with a single lens. In this report, we define an objective function that minimizes the angular correlation of beam directivity to derive the optimal port arrangement of the proposed beamforming network. Furthermore, we evaluate the characteristic of channel capacity in the case of the array antenna with half-wavelength spacing using the proposed beamforming network. |
| キーワード(和) | massive MIMO / ビームフォーミング / 指向性相関行列 / 通信路容量 |
| キーワード(英) | massive MIMO / beamforming / directivity correlation matrix / channel capacity |
| 資料番号 | SRW2023-34 |
| 発行日 | 2023-11-14 (SRW) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SRW / SeMI |
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| 開催期間 | 2023/11/21(から2日開催) |
| 開催地（和） | 東京農工大小金井キャンパス |
| 開催地（英） | Koganei Campus, Tokyo University of Agriculture and Technology |
| テーマ（和） | IoTワークショップ |
| テーマ（英） | IoT Workshop |
| 委員長氏名（和） | 水谷 圭一(京大) / 門田 和也(日立) |
| 委員長氏名（英） | Keiichi Mizutani(Kyoto Univ.) / Kazuya Monden(Hitachi) |
| 副委員長氏名（和） | 斎藤 健太郎(東京電機大) / 沢田 浩和(NICT) / 大和田 泰伯(NICT) / 猿渡 俊介(阪大) |
| 副委員長氏名（英） | Kentaro Saito(Tokyo Denki Univ.) / Hirokazu Sawada(NICT) / Yasunori Owada(NICT) / Shunsuke Saruwatari(Osaka Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 野田 聡人(高知工科大) / 佐々木 重信(新潟大) / 勝間田 優樹(NTTドコモ) / 中山 悠(東京農工大) / 田谷 昭仁(東大) |
| 幹事氏名（英） | Akihito Noda(Kochi Univ, of Tech.) / Shigenobu Sasaki(Niigata Univ.) / Yuki Katsumata(NTT DOCOMO) / Yu Nakayama(Tokyo Univ. of Agri. and Tech.) / Akihito Taya(Univ. of Tokyo) |
| 幹事補佐氏名（和） | 新井 麻希(東京理科大) / 香田 優介(京大) / 松田 裕貴(奈良先端大) / 鈴木 拓(日立) / 平井 健士(阪大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Maki Arai(Tokyo Univ. of Science) / Yusuke Kouda(Kyoto Univ.) / Yuki Matsuda(NAIST) / Taku Suzuki(Hitachi) / Takeshi Hirai(Osaka Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Short Range Wireless Communications / Technical Committee on Sensor Network and Mobile Intelligence |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［ショートペーパー］3次元ルーネベルグレンズを用いたアナログビームフォーミング給電回路の入出力ポート配置に関する一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Short Paper] A Study on Port Arrangement of Analog Beamforming Network Using 3-dimensional Luneburg Lens |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | massive MIMO / massive MIMO |
| キーワード(2)（和/英） | ビームフォーミング / beamforming |
| キーワード(3)（和/英） | 指向性相関行列 / directivity correlation matrix |
| キーワード(4)（和/英） | 通信路容量 / channel capacity |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 新井 麻希 / Maki Arai |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京理科大学(略称：東京理科大) Tokyo University of Science(略称：Tokyo Univ. of Science) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 長谷川 幹雄 / Mikio Hasegawa |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京理科大学(略称：東京理科大) Tokyo University of Science(略称：Tokyo Univ. of Science) |
| 発表年月日 | 2023-11-22 |
| 資料番号 | SRW2023-34 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | SRW-275 |
| ページ範囲 | pp.31-31(SRW), |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2023-11-14 (SRW) |