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周波数

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1: 2018/12/21(金) 17:13:38.84 ID:CAP_USER
2018年時点で携帯電話などの無線通信システムとして主流となっているのは第4世代移動通信システム(4G)ですが、その100倍高速な通信が使えるようになるといわれているのが第5世代移動通信システム(5G)です。日本ではNTTドコモ・au・SoftBankといった大手キャリア各社が2020年の商用化を目指して研究開発を進めていますが、この5G普及に必須となる中継アンテナを、マンホールのフタで代用しようという試みが注目を集めています。

Vodafone manhole covers to improve mobile coverage
https://mediacentre.vodafone.co.uk/news/vodafone-lifts-lid-on-manhole-covers-to-improve-mobile-coverage/

Manhole Covers Serve as Antennas Expanding Wireless Network Coverage - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/tech-talk/telecom/wireless/manhole-covers-serve-as-antennas-expanding-network-coverage

5Gは高い周波数帯を用いた無線通信であり、30GHz以上のミリ波スペクトルを使用する予定であるため、電波の直進性が極超短波より高まることから、「電波が基地局や建物の影まで届きにくくなる」という欠点があります。

この問題を克服するため、大規模MIMOアンテナを備えたスモールセルを用いるという戦略があります。なお、スモールセルは通常のアンテナ基地局を補完するために用いられる出力およびカバー範囲の低い基地局です。

しかし、5G用のスモールセルが既存の4Gのカバー範囲レベルに達するには、2024年までかかるという予測もあり、かなりの時間が必要になると考えられています。加えて、5G対応のスモールセルの数は2025年までに1310万局にも達するとのことですが、この数字は既存の使用されているスモールセルのわずか3分の1程度だそうで、このペースで基地局およびスモールセルが増加していくと、特に基地局が多く配置される都市部はアンテナだらけになってしまいます。

実際、既に多くのスモールセルおよび基地局が至る所に設置されているため、新しいスモールセルを設置する場所がほとんどないという問題もあります。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/21/manhole-covers-serve-antenna/s01_m.jpg

https://gigazine.net/news/20181221-manhole-covers-serve-antenna/
images


引用元: 【通信技術】「マンホールのフタ」を通信ネットワークの中継アンテナに活用する試み[12/21]

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1: 2018/12/22(土) 09:15:45.45 ID:CAP_USER
年末年始の帰省シーズンを前に、赤ちゃんが電車の中などで泣き出した時にどうあやしたらいいか頭を悩ませている方も多いと思いますが、泣いている子どもに車のエンジン音を聞かせると泣きやむ可能性があるとする実験結果を、大手自動車メーカーのホンダが発表しました。

ホンダは、赤ちゃんが母親の胎内で聞いていた音と車のエンジン音の周波数が似ていることから、泣いている幼い子ども12人を対象にエンジン音を聞かせるとどう変化するか実験しました。
その結果、11人が泣きやんだということで、車のエンジン音を聞かせると鎮静効果が生まれ、泣きやむ可能性があるとしています。

ホンダは都内のショールームでスピーカーを内蔵した車の形のぬいぐるみを使ってエンジン音を赤ちゃんに聞かせる試みを今月24日まで行っていて、中にはエンジン音を聞いてすぐに泣きやむ子どももいました。
9か月の赤ちゃんを連れて訪れた母親は「エンジン音を聞いたらぴたっと泣きやんだので驚きました」と話していました。

ホンダはこのほか専用のサイトを設けて、胎内の音と特に周波数が似ているという3種類のスポーツカーのエンジン音を公開しています。

続きはソースで

https://www3.nhk.or.jp/shutoken-news/20181221/0022927.html
ダウンロード (2)


引用元: 【話題】「車のエンジン音を聞かせると赤ちゃんが泣きやむ」 ホンダが発表

「車のエンジン音を聞かせると赤ちゃんが泣きやむ」 ホンダが発表の続きを読む

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1: 2018/11/07(水) 13:36:47.40 ID:CAP_USER
岸川 諒子氏(産業技術総合研究所 物理計測標準研究部門)と川崎 繁男(JAXA宇宙科学研究所)らからなる共同研究チームは、窒化ガリウムダイオードとシリコン高周波整合回路を混成したHySIC(Hybrid Semiconductor Integrated Circuit)構造により、マイクロ波電力を直流電力に変換する高周波整流回路を実現し、その動作実証に世界で初めて成功しました。開発したHySICはマイクロ波で伝送した電力を効率よく直流電流に変換できることが期待され、かつ、宇宙線耐性が強く、また、小型化・軽量化が可能なデバイスです。今回動作実証したHySIC高周波整流回路を高性能化することで、人工衛星内の無線給電など将来の宇宙開発や地上応用が期待されます。

■開発したHySIC整流回路(左)と概略図(右)
http://www.isas.jaxa.jp/topics/assets_c/2018/11/20181106_fig-thumb-700xauto-5428.jpg

本研究成果は、2018年11月6~9日に国立京都国際会館(京都府京都市)で開催される2018 Asia Pacific Microwave Conference(APMC 2018)にて発表されます。

なお、本研究の一部は、一般財団法人宇宙システム開発利用推進機構からJAXA宇宙科学研究所に委託された経済産業省「太陽光発電無線送受電高効率化の研究開発」(平成26年度~平成28年度) の成果が基になっています。

IT技術の進歩と無線通信が社会インフラとして整備されつつあり、情報のワイヤレス化が急速に進んでいます。次のステップは、電力・電源のワイヤレス化、つまりコンセントやバッテリーフリーで様々な電気機器類が作動することでしょう。電力が無線で供給されるようになれば、電源ケーブルの配線が難しい場所で電気機器類を動かすことができます。また、様々な制約からバッテリーの設置やバッテリーへの充電が難しい場合でも電気機器類を使うことができるようにもなります。

考案されている無線電力伝送方法は大きく分けて三つ、電磁誘導を用いる方法、磁気共鳴・電界共鳴を用いる方法、電波で電力を伝送する方法があります。マイクロ波を用いた無線伝送技術は、電波で電力を送る方法のなかでもマイクロ波と呼ばれる波長帯の電波を用いる方法です。他の方法と違い、数m以上の長距離でも電力伝送できるというメリットがあり、様々な分野での利用が期待されています。例えば、建物内の無線電力伝送システム、EV車の充電を含め電気機器の無線充電、宇宙で太陽光発電した電力の地上への送電、IoT端末機器への電源供給などです。

そして、マイクロ波無線電力伝送は、衛星・探査機への応用も期待されています。人工衛星や探査機など宇宙機内にはガスセンサー、振動センサー、温度センサーなど多数のセンサーが取り付けられ、機体や装置の状態を常に監視しています。こういったセンサー類にケーブルで電力供給する場合、コネクターの接続ミスや破損により機器が使えなくなるおそれがあります。これを避けるために繰り返す試験は、衛星や探査機のコストを押し上げてしまいます。無線で電力を供給できれば、機器類へのケーブル設置作業が不要になりますから、衛星の製作が簡単で短期間に行えるようになり、結果的には低コスト化を実現できます。このほかにもケーブルを取り付けた場合に比べ、無線電力供給では宇宙機の形状変化の自由度が高くなるというメリットもあります。

さて、無線給電方法で電気機器を動かすためには、マイクロ波で送った電力を直流電流に変換する必要があるため、いかに効率よく直流電流に変換できるかが実用化への第一歩となります。

宇宙科学研究所 http://www.isas.jaxa.jp/topics/001945.html 
■図1 センサーへの無線給電システムの概要とHySIC整流回路
http://www.isas.jaxa.jp/topics/assets_c/2018/11/20181106_fig1-thumb-700xauto-5431.jpg

本研究では衛星や探査機搭載用の無線電力伝送システムの開発を目指し、マイクロ波の電力を効率よく直流電流に変換する回路(整流回路)の設計と製作、動作確認を行いました。整流回路でいかに効率よくマイクロ波の電力を効率よく直流電流に変換できるかによって、無線電力伝送システムの性能が決まると言っても過言ではありません。

共同研究チームは、整流回路にHySIC(Hybrid Semiconductor Integrated Circuit)技術を適用しました。HySIC技術は、共同研究チームの一員である川崎 繁男が2014年に提唱した技術で、複数の半導体を一つの回路に混成させ、一種類の半導体では実現不可能な機能を持たせることができる回路のことです。HySICは低コスト・超小型化を可能とする高周波集積回路として期待されています。

整流回路は、整流デバイス(ダイオード)・(平滑回路・)入力整合回路・負荷抵抗から構成されます。マイクロ波から直流電流へ変換するにはダイオードを用います。本研究ではダイオードとしてGaN(窒化ガリウム)を用いました。

続きはソースで
ダウンロード


引用元: 宇宙機内のセンサーに無線給電化が可能に ― 窒化ガリウム/シリコンハイブリッド高周波整流回路の動作実証に成功[11/06]

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1: 2018/11/07(水) 12:53:31.52 ID:CAP_USER
NTTドコモと、ガラス事業などを展開するのAGCは11月7日、世界で初めて“窓の基地局化”に成功したと発表した。既存の窓ガラスに貼れる、電波の送受信が可能な「ガラスアンテナ」を共同開発。景観を損ねずに基地局を設置できるとしている。2019年上期からLTEの基地局向けに展開を図るほか、5G対応アンテナの開発も検討する。

 透明な導電材料とガラスを組み合わせて開発したアンテナで、窓ガラスに室内側から貼って使う。AGCが保有する、既存窓の表面にガラスを貼り付ける「アトッチ工法」を採用し、窓ガラスを通過した際の電波の減衰・反射を抑える「Glass Interface Layer」技術を新開発して搭載した。

続きはソースで

■ガラスアンテナのイメージ(ニュースリリースより)
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1811/07/yx_glass.jpg

ITmedia NEWS
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1811/07/news076.html
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引用元: 【アンテナ技術】世界初「窓の基地局化」に成功 ドコモなど「ガラスアンテナ」開発[11/07]

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1: 2018/09/03(月) 22:23:44.36 ID:CAP_USER
NTTと産業技術総合研究所は、原子の核磁気共鳴の周波数を微小電気機械システム(MEMS)で制御することに成功した。原子核の回転軸がぶれながらコマのように回る周波数を、機械的にコントロールする。この変化を利用した量子メモリーや量子センサーへの応用を目指す。

 ガリウム・ヒ素の結晶を加工し、両端が固定された板バネ構造のMEMSを作成した。このバネを振動させると固定端にひずみが生じる。

続きはソースで

■板バネMEMSと根元の核磁計共鳴変化のイメージ
https://c01.newswitch.jp/cover?url=http%3A%2F%2Fnewswitch.jp%2Fimg%2Fupload%2FphpPAh2v8_5b8bd18503ad9.jpg

https://newswitch.jp/p/14291
images (1)


引用元: 量子コンピューター進化へ、核スピンをMEMSで制御 NTTと産総研が成功[08/31]

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1: 2018/07/16(月) 11:09:37.62 ID:CAP_USER
◆巨大な竜巻は「人間には聞こえない音」から正確に予測できる:研究結果

竜巻によって発生する特徴的な超低周波音を遠隔地で検出し、その規模と位置を正確に予測する技術が発表された。
人間の耳では聞き取れない音をマイクで拾って解析し、被害を最小限にするという試みだ。

研究が進めば、自宅に竜巻検出器を設置し、火災警報器のように一般的になるかもしれないというこの技術。
その内容について研究者に聞いた。

ハイイログマのうなり声や雷鳴と並んで、竜巻の音は地球上でも最も恐ろしい自然音だ。
竜巻と聞き手がどこにいるかによって、この音はシューッと聞こえたり、ブンブン、ガラガラ…といった具合に聞こえたり、あるいは貨物列車のようにも聞こえる。
この音は厄介なものがやってくる印なのだ。

しかし竜巻は、人間の耳では聞き取れない超低周波音も発生させるようである。
嵐は竜巻に発達する1時間ほど前に、特徴のある超低周波音を発する可能性がある。
科学者がこれらの音を検出して迫り来る竜巻の規模と場所を正確に示し、コミュニティに警告する精度が上がるとすれば、どんなに素晴らしいだろう。

研究者が追い求めているのは、まさにこれだ。
2018年5月8日(米国時間)に開催された米国音響学会で、オクラホマ州立大学の研究者ブライアン・エルビングは、自分のチームの研究成果を発表した。

同チームはマイクを使用して、12マイル(約19.3km)離れた場所で竜巻が発生する10分前に、信号を検出したという。
それだけではなく、竜巻の直径を150フィート(約46m)と推定できた。
竜巻の被害に関する公式な報告書によって、これが正しいと確認されたのだ。

■人間に聞こえない音も発する巨大スピーカー

では超低周波音を使った竜巻検出とは、どういう仕組みなのだろうか。
研究チームは「超低周波音は、竜巻の中心における圧力の変動によって発生する」という仮説を立てている。

エルビングは、「これは空気を圧縮したり拡張させたりするスピーカーのようなものだと考えられます。圧力が下がるほど変動が大きくなり、音も大きくなります」と語る。
研究チームは、この超低周波音の周波数から、竜巻の規模を推定できたのだ。

つまり竜巻とは、「人間の耳に聞こえる音と聞こえない音を大音量で響かせながら、田園地帯を駆け抜ける巨大スピーカーだ」といえる。
しかし、200フィート(約61m)ずつ離して設置されたエルビングの3台のマイクを使えば、音が2台のマイクに到達するまでのわずかな時間の差を計算し、竜巻の方向を特定できる(3台目のマイクは冗長性をもたせるためだ)。
マイクが人間の耳と同じように機能し、音が聞こえてくる方向を教えてくれるのだ。

それぞれのマイクは、小さなドームの中に格納されている。
ドームはそれぞれ、4本の散水用穴あきホース(そう、庭にあるのと同じものだ)に接続されている。
ホースは4つ葉のクローヴァーの葉の形に配置されており、これ全体が「マイクの花」となる。

ところが、同時に周囲の風の音も拾ってしまうので都合が悪い。
この音(ノイズ)もデータに変換され、研究者が求めている超低周波音と混ざってしまう。

続きはソースで

■写真
https://wired.jp/wp-content/uploads/2018/07/tornado-161135613.jpg
https://wired.jp/wp-content/uploads/2018/07/01-infrasound-array-deployment-roof-top-aerial.jpg
https://wired.jp/wp-content/uploads/2018/07/02-Infrasound-microphone-assembly-2.jpg

WIRED 2018.07.16 MON 10:00
https://wired.jp/2018/07/16/a-tornados-secret-sounds/
ダウンロード


引用元: 【災害予測】巨大な竜巻は「人間には聞こえない音」から正確に予測できる

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