島田理化技報
SPC Technical Report特No.28高周波技術で時代のニーズに応える……………………………………………………………………………………………… 1

田中 智明

EV用非接触給電の大容量化～SAE J2954 コイルの性能評価と複数台合成駆動の検討～
埼玉大学

理工学研究科教授……………………………… 2

金子 裕良

SYNSPECTIVEビジネス概要と地球観測を行う小型SAR衛星「STRIX」（ストリクス）の実用化
株式会社Synspective…………………… 7

小畑 俊裕

社

技術

カーボンニュートラル社会へ向けたIH技術と製品展開…………………………………………………………………………14

末松 岳春
電気自動車（EV）向けワイヤレス給電実証実験装置…………………………………………………………………………17

浜田 深造 ／ 片岡 辰雄 ／ 田内 良男
ＩＨ用高効率ＰＷＭインバータの製品ラインナップ……………………………………………………………………………23

松原 佑輔 ／ 石間 勉

技術の我々の生活を支えるマイクロ波製品と社の………………………………………………………………………………………………29

髙橋 利昌
6バンド対応広帯域低雑音Q-Band LNBの開発…………………………………………………………………………………31

佐藤 守 ／ 日下 洋 ／ 北上 景一 ／ 池田 篤史
ミリ波帯広帯域アイソレータの開発………………………………………………………………………………………………36

生駒 俊治 ／ 田添 晃 ／ 浅利 哲
ローカル5Gや衛星通信用モジュールへの適用を目指したKa帯BGAサーキュレータの開発………………………………41

北上 景一 ／ 佐藤 圭 ／ 田添 晃 ／ 浅利 哲
マイクロ波コンポーネントの3Dプリンティングと性能評価 ……………………………………………………………………46
根本 淳一 ／ 百地 俊也「優秀省エネ脱炭素機器・資源エネルギー庁長官賞」受賞
広帯域チューナブルフィルタ……………………………………………………………………51………………………………………………………………………………………………………52

導波管コンポーネントにおける地球温暖化対策…………………………………………………………………………………53…………………………………………………………………………………………………………………54

タカンシミュレータ

マイクロ波／光変換（RoF）モジュール…………………………………………………………………………………………55

LINAC用Ｓバンドパルスクライストロン…………………………………………………………………………………………56

小型衛星SAR用給電導波管

プリント配線基板…………………………………………………………………………………………………………57

特許第7001734号…………………………………………………………………………………………58

インバータ装置およびインバータ装置の制御方法

特許第6959432号……………………………………………………59

インバータ装置およびインバータ装置の制御方法ならびにビレットヒーター
インバータ回路

特許第7157220号

特許第7060737号……………………60……………………………………………………………………………………………61

当社の技術開発の歩みと将来
松本 操一 ………………………………………………………………………………………………………………………………62

技術

の

代表取

役社長

中

Tomoaki TANA A

島田理化工業は創業以来培ってきた高周波技術（マイクロ波・ミリ波技術，高周波ワーエレクトロニクス）を軸として通信電子分野と産業機器分野でコンポーネントからシステムまでさまざまな製品とサービスのをしてまいりました。これらの事業分野と関連する技術は日々進歩しており，お化とに多様化・高度化しています。私たち，島田理化工業は社会の変化と技術の時代のニーズに応えていく

流をに感じ取り，です。

社の近年，世界では新型コロナ
多くの様のニーズも社会の変

ィルス感

の大流

が発生しています。また，これらのされるようになり，中でも脱炭素社会の，気候変動による

化，国

の変化な

数

機感から世界的なニーズとしてサステナビリティが重要

期実現は気候変動対策として社会全体で取り組べき最重要となっております。
にコロナでもを転機に社会全体がニューーマル（テレワークの，DX の加速）に変化しており，中速に展開されつつあるのが小型衛星コンステレーションサービスであります。航空機，船舶，

地といった地上通信ネットワークが利用できない場
サービスや，リアルタイム地球
技術によるにおけるデジタルデバイド解，安全のための衛星通信

上のニーズも高まっております。

の今回の技報では，このような社会の変化と時代のニーズに応えるべく，島田理化工業がいち
を

島，

く技術開発

ってきた内容を紹介いたします。
脱炭素社会の期実現ニーズに対しては，省エネ IH インバータに当社独自の PWM 制御方式を開発，従

来比最大

30

の業界トップクラスの省エネ化を実現・製品化し，22 年度の「優秀省エネ脱炭素機器・シ

ステム表彰

資源エネルギー

気自動車（EV）の用に不可長官賞」を受賞いたしました。

に，脱炭素

要に

い

が予

される電

なワイヤレス給電用インバータの開発。また，電子・通信機器分野においても，

従来は導波管コンポーネントの耐電力確に使用されていた温効果ガス（SF6）の代ガス使用に向け，

導波管コンポーネントの耐電力向上開発を実施いたしました。
小型衛星コンステレーションサービスのミリ波帯広帯域アイ
波管な

レータ，高

要増加に向けては，衛星通信地球局用の広帯域低雑音 LNB

度実装ミリ波帯 BGA MIC サーキュレータ，小型衛星 SAR 用給電導，サービスの実現に貢献するさまざまな技術開発を実施いたしました。

島田理化工業は， 々と変化する時代のニーズに対し，高周波技術を軸にタイムリーに応えて
品質の高い
今後とも

力ある製品の実現に向けて社員全員で取り組んでまいります。
き続き変わらごをりますようよろしくおいし上げます。

くと

に，

の
の

の

大学

と

asuyoshi

１．

ANE

１．

素化のために，コイルや配線における素化のために，コイルや配線における，アル ，アルミ やフミ ライトにおけるやフ ライトにおける電流 やヒステリシ
電流 やヒステリシ
近年，C近年，C排出の低排出の低のため電気自動車のため電気自動車(Electric (Electric
ス といったス といった，コンデンサにおける誘電，コンデンサにおける誘電はは22Vehicle，以下“EV”)
Vehicle，以下“EV”)のが進んでいる。
のが進んでいる。
バッテ バッテ
無 すると，
無 DS-LCC
すると，DS-LCC
回路の入出力特性は回路の入出力特性は(1) 式で表(1) 式で表リーで駆動する
リーで駆動する
EV への充電方法として，安全・EV への充電方法として，安全・せる。 せる。
守・利便性の守・利便性のから非接触給電から非接触給電(Wireless(WirelessPower Power
[1-2]
[1-2]
Trans er，以下Trans “WPT”
er，以下“WPT”) 技術が注目されている) 技術が注目されている。
。
EV 向けの非接触給電システムは，米国の自動車技
EV 向けの非接触給電システムは，米国の自動車技
術者 会
術者(Society
会 o(Society
Automotive
o Automotive
Engineers，以Engineers，以
下
下
[3]
[3]
が発 さが発 さ“SAE”)“SAE”)
によってによって
SAE 2954
SAEとして2954 として
[4]
[4]
れ広く研究
れ広く研究
や製品化が進められている。SAE
や製品化が進められている。SAE2954 において，コイル
2954 において，コイル
ラメータや参考コイル形
ラメータや参考コイル形
状，回路方式な状，回路方式なが示されているが，コイル最大電が示されているが，コイル最大電
力は入力電力
力は入力電力11.1 kVA11.1であった。
kVA であった。
2022 年 12
2022
月によ
年 12 月によ
り大電力
りな
大非
電接
力触
な給
非電
接の
触 給 電化のと し て化とSAE
し て SAE[5][5]が発 され，
が発 出力電力
され，出力電力
20 kW から
20 kW
500から
kW 500 kW
2954/2 2954/2までの大電力の非接触給電システムが定義され，大までの大電力の非接触給電システムが定義され，大電力非接触給電を実現する
電力非接触給電を実現するに考 すべきに考 すべきを周を周知されている。
知されている。
大電力給電では回路内の電流や電大電力給電では回路内の電流や電が大きくなるが，が大きくなるが，先 研究先[1] では
研究2 [1] では
に分け
2
に分け
送
送
することで各素子に要求される定することで各素子に要求される定を 和していを 和している。SAEる。
2954/2
SAE においても，大電力給電に2954/2 においても，大電力給電にしてして数コイルを用いた給電の可能性について言数コイルを用いた給電の可能性について言し（1）

図1 SAE 2954 WPT3

3の回路図

し

ている。ている。
本 では，
本設計指
では，設計指が示されているが示されているSAE 2954
SAEの 2954 の最大電力のクラス
最大電力のクラス
WPT3，かつ最もギ
WPT3，かつ最もギ
ップ長が大
ップ長が大
きいクラス
きいクラス
3を
3し，
を
し，
に参考表に参考表
された された
円形コイル
円形コイル(SAE 2954
(SAE
WPT3/
2954 WPT3/3 コイル3 )コイルを作製) を作製してして回路を含めた特性を解回路を含めた特性を解すると するとに，これに，これ

図2 S-LCC回路

らを 2 セット組み合わせたらを 2 セット組み合わせた数 合成駆動につい
数 合成駆動についてもてもしたのでこれを紹介する。
したのでこれを紹介する。
2．
SAE 2．
2954
SAEWPT32954 WPT3
3
コイルの
3
コイルの
2.1 SAE2.1
2954
SAEWPT32954 WPT33 の回路とコイル
3 の回路とコイル[3][3]
図 1 に SAE
図1に
2954
SAE
WPT3/
2954 WPT3/3 の回路図3 の回路図を示す。
を示す。

これは図これは図2 に示す2DS-LCCに示す DS-LCC
回路として解回路として解できる。できる。

図3 SAE 2954 WPT33コイルの外送受電コイルのコイル形状，コイル定数や，C送受電コイルのコイル形状，コイル定数や，C
~C6
~C
3．
数 3． 数駆 の 駆 の
1
1
6のコンデンサ容量は本のコンデンサ容量は本に 載されている。
に 載されている。
設計
設計
表1 WPT3 3の各 数の者には可変インピーダンスとして者には可変インピーダンスとして
jXGA/2，jXjX
/2
/2，
が与
jX
/2
が与
VA GA
VA
えられ，えられ，やギ ップ長変動による入出力調
やギ ップ長変動による入出力調
はは送受電 送受電各々の回路素子jX各々の回路素子jXとjXVA で調
とjXVA
している。
で調 している。
GA
GA
また，
SAE
また，
2954
SAE
WPT3/
2954 WPT3/
3 参考の送受電コイル
3 参考の送受電コイル(円(円

形コイル形コイル) を)のを 様にの って作製した。
様に って作製した。
この外 この外を図 3 に示す。SAEを図 3 に示す。SAE
2954 WPT3/2954 WPT3/3 が定める
3 が定める
jXGA/2，jXjX/2，/2，
送受電コイル自jXVA/2，送受電コイル自インダクタンス
インダクタンス
LGA， LGA，
VA GA
， k合
を表数1 kに，を表
コイル間ギ
1 に，コイル間ギップを ップを3に3にLVA， 合LVA数
準じて 170mm
準じて から
170mm
250mm
から まで変化させときの250mm まで変化させときの

表2 実機コイルの

LGA，
LVA，
kLの
，
LVA定
，
kの
を表定2 に示す。
を表 2 に示す。
GA
2.2
コイルでの
2.2
コイルでの
11 kW 給電
11 kW
6 給電 6
SAE 2954
SAE
WPT32954では，
WPT3 では，からの入力がからの入力が11.1
11.1
kVA とされているが，kVA とされているが，
今回はより
今回はより
しい
しい
での性 での性能を評価するため，能を評価するため，
出力電力を
出力電力を
11 kW に調11 kWし実験に調 し実験
を う。をれのギう。 れのギ
ップ長，ップ長， でも出力がでも出力が11 kW を超える可変インピーダンス
11 kW を超える可変インピーダンス
jXGA/2，jXjXVAGA/2/2，jXVA/2の組み合わせを回路シミュレーションによりの組み合わせを回路シミュレーションにより/2 8.0/2 ，0jXVA/2
で 0った。
でそ った。
そ
し，実験は
し，
jX実験は
jXGA/2，jX8.0
GA
VAの ，出力のバッテリーをの ，出力のバッテリーをした電 した電源 (280 V，
源 (280 V，
332 V，450
332V)
V，
は，
450 V) は， (7.13 ，(7.13
10.0 ，18.4
10.0 )，18.4 )に置き に置き
えた。
各ギ
えた。
ップ長，各
各ギ ップ長，各 に対す に対する効率の実験
る効率の実験
とシミュレーションとシミュレーション
を図 4 に示を図 4 に示す。 の す。でも給電効率はのでも給電効率は85 を超えていること
85 を超えていることを確 した。
を確また，接続配線やした。
また，接続配線や流器な 流器なの素子のの素子の
分だけ実験
分だけ実験
は低下しているが，は低下しているが， お
およ ギ よップ長変動に対するギ ップ長変動に対する向はシミュレー向はシミュレーa) Ga 170

) Ga 250

ション ション
果を一致している。
果を一致している。
2.3 VA 2.3
なしでの給電VA なしでの給電
VA がVA在しない状が 在しない状
で電 が入力された場合
で電 が入力された場合についてについて証した。GA証した。
コイルには前GA コイルには前の 11 kWの出11 kW 出力時の電力時の電1000 V を1000可した。
V を 回路入力部
可した。
回路入力部
(Input)，(Input)，
並 コンデンサ部
並 コンデンサ部(CA)，GA(CA)，GA
コイル部コイル部(LGA) それ
(LGA) それ
れの電流，
れの電流，
電 ，力率を表
電 ，力率を表3 に示す。
3各部の力率は非に示す。
各部の力率は非常に低く常に低く
も小さい。
も小さい。
また，コイルの中心から
また，コイルの中心から

)

図4

10.0

コイル11kW 力 の
表3 VAコイルなしの方向 500方向mm，水500 mm，水方向 1,000
方向mm1,000の mm
置においの 置において nardaて製の磁界
narda 製の磁界定器 ELT400
定器 ELT400
を用いて磁
を用いて磁
度を 定したところ
度を 定したところ
3.41 T 3.41となり，ICNIRPT となり，ICNIRP
2010
2010
の
向けの制限
の
向けの制限
27 T を下回っている。
27 T を下回っている。
3.1 コイル
3.1 コイルのインの クタンスイン クタンスコイル 2コイルを並べて配置した外形を図
2 を並べて配置した外形を図
5 に，回路5 に，回路図を図 6図を図に示す。
6rに示す。
，
r ，
rGA1，
rVA2
，
は各コイルのr ，r は各コイルのきき
GA1 GA2 VA1GA2 VA1 VA2，LGA2
，，
LGA1
LVA1
，，
LGA2
LVA2
，Lは各コイルの自，LVA2 は各コイルの自インダ インダ
線
，L線
GA1
VA1
クタンス，Mクタンス，M
~M6 はコイル間での~M6 はコイル間でのインダクタン
インダクタン
1
1
スである。
スである。
それ れのコイルにかかる電
それ れのコイルにかかる電と電流のと電流の関 は (2)関式で表される。
は (2) 式で表される。
図5

数 駆

のコイル外

これを用いて，コイルこれを用いて，コイル体の自 体の自インダクタンス，
インダクタンス，
き線
き線
から各コイル間のから各コイル間のインダクタンス
インダクタンスを求めることができる。
を求めることができる。
コイル 2コイルの中心間
2 の中心間をを
800 mm，800
コイル間ギmm，コイル間ギップは ップは
3の
3で最も
の
で最も
合
合
が大きくなるが大きくなる170 mm 170
時のmm
M1~M
時の
をM1~M
定した
を 定した
果
果
6
6
を表 4 に示す。
を表 4 に示す。
， め方向のコイル間の， め方向のコイル間の合 (M2，合 (M2，はM4，
対するコイル間のM5) は 対するコイル間の合 (M1，M合) に比(M1，M6) に比M3 ，M4，M
M53) ，
6
べて無 べて無できる程度に小さい。
できる程度に小さい。

図6

数 駆

のコイル ラ ータ

3.2

表4

数 駆

の

7
回路の分
3.2
回路の分
と
イン
と ーイン
ンスの
ー ンスの

7

イン クタンス

2 での給電時の合成方法には図2 での給電時の合成方法には図7 に示す7 に示す
接接続と並 続と並接続が考えられる。
接続が考えられる。
出力電 出力電
280 450 V
280と450 V となるようにしたとき，なるようにしたとき，
出力電力が
出力電力が
11 kW となる
11 kW となるを RL=R とすると，
R を並 Rに接続，を並 に接続，
R/4 を R/4 を
RL を RL=R
RLとすると，に接続するとに接続すると 全体でそれ全体でそれ
れ 22 kWれの22 kW の
出力を 出力を
る。
ここで
る。
ここで
対するコイル間以外の対するコイル間以外の合は合は無 できるので，無 できるので， に対して対に対して対となる 2となるつ2つの回路を各々独立したの回路を各々独立した体の回路として考える。
体の回路として考える。
体の回路において体の回路において
RL=R，R/4
RL=R，R/4
で出力電力がで出力電力が11 kW 11 kWとなる回路であれば，となる回路であれば，2 接続することで2 接続することで22 kW の22 kW の
出力電力を
出力電力を
ることが可能となる。
ることが可能となる。
体の回路において体の回路において
RL=R，R/4
RL=R，R/4のとき，入力電のとき，入力電

500 V 一定で500 V 11
一定でkW 以上の出力電力を11 kW 以上の出力電力をる jXGA/2，
る jXGA/2，
jXVA/2 の組み合わせをシミュレーションで求めた。
jXVA/2 の組み合わせをシミュレーションで求めた。

図7
表5

数 駆

の回路図

jXGA/2，jXVA/2と力の(R=7.13Ω)

表6 jXGA/2，jXVA/2と力の(R/4=1.78Ω)

コイル間ギ
コイル間ギ
ップ 170mm
ップで，
170mm
並 で，
(R=7.13Ω)
並 (R=7.13Ω)，，(R/4=1.78Ω)(R/4=1.78Ω)
それ れの出力を表
それ れの出力を表5，表 6 に示す。
5，表 6 網に示す。
網けとなっている部分は，コイル間ギけとなっている部分は，コイル間ギップ (170，
ップ (170，
10.89，
7.13，10.89，
185，200，
185，
225，
200，
250225，mm)，
250 mm)， RL(R 7.13，
RL(R14.65，18.40
14.65，，
18.40
R/4 1.78，
，R/4
2.72，
1.78，
3.66，
2.72，
4.603.66，) が全ての4.60 ) が全ての組み合わせで出力電力が組み合わせで出力電力が11 kW（211 kW（2で 22 kW）をで 22 kW）を超える jX超える
jXVAGA/2
/2，jX
/2，jX
の組み合わせを示している。
/2 の組み合わせを示している。
並
並
GA
VA

/2，jX
/2，jXVA/2
では 11kWでは以上の出力を11kW 以上の出力をられる jXられる
jXVAGA/2
GAの組み合わせのの組み合わせのは限定的であるが，は限定的であるが，ではではjXGA/2 8.8
jXGA
10.0
/2 8.8のとき，jX10.0のとき，jX/2 の VAが広い/2 の が広いででVA

11kW 以上の出力電力を11kW 以上の出力電力を
ている。
コイル
ている。
コイル
で 22 で 22
kW 給電する
kW 給電する
は，
は，
接続時には
接続時には
jXGA/2 8.8
jXGA
Ω，/2 8.8 Ω，Ω，/2=-15並 接続時には
Ω，
並 接続時には
jXGA/2=7.6
jXΩ，/2=7.6
jXVA/2=-15
Ω，
jXVA/2=-15
jXVA/2=-15
jXVA
GAΩ に調 Ωする。
に調 する。

当たりの当たりのが小さくなるが小さくなる接続では，接続では，
AC-AC 間効率で
AC-AC 間効率で90 以上を
90 以上を持しているが，持しているが，
流
流
器に流れ器に流れ電流が大きく電流が大きく流器での流器でのにより により
AC-DC 間効率がAC-DC 間効率が
70
となる
70
となる
もある。1もある。
回路 1 回路
当たりの当たりの が大きくなる並が大きくなる並接続では効率
接続では効率が高い が高いで 移し，で の移し，でも給電効率はのでも給電効率は85 以 85上となった。
上となった。
a)AC-AC4．

以4．

本 では，SAE
本 では，SAE
2954 WPT3/2954 WPT3/3 コイルを
3 コイルを2 用 2 用いた合成駆動による大電力給電をいた合成駆動による大電力給電をした。 要がした。 要が高まっている配送
高まっている配送用車の EV
用車の化や充電の時間短
EV 化や充電の時間短のために，大電力の非接触給電技術の確立は必要のために，大電力の非接触給電技術の確立は必要)AC- C

図8

給電 の不可 であり，今回
不可 であり，今回った 数コイル使用時の回路った 数コイル使用時の回路
特性解 特性解の他に，の他に，
電磁界の低
電磁界の低
対策や電源の小対策や電源の小型化・低コスト化な型化・低コスト化な
解決すべき
解決すべき
は多い。
今後
は多い。
今後
は，合成駆動時には，合成駆動時に低 と充電効率を
低 と充電効率をに高めるに高める
方法を 方法を
したい。
なお，本
したい。
なお，本
のデータは当研究のデータは当研究
の
の
基 と 基
本 と
一 本 が主体的に進めた実一が主体的に進めた実験 果を験 にしている。
果を にしている。
両 に 両く感に すると
く感 するとに，今回のに，今回のの機会を与えての機会を与えていた島田理化工業いた島田理化工業の 様にも感の 様にも感いたします。
いたします。
参考文献参考文献a)AC-AC[1] 石田ほか，[1] 石田ほか，“EV バス向けワイヤレス“EV バス向けワイヤレス
速充電 速充電システムの開発”
システムの開発”， 成 28，年度電気学会産業応成 28 年度電気学会産業応用部 大会，
用部Vol.4，
大会，
No.9，
Vol.4，
pp.101-104
No.9，
pp.101-104(2016) (2016)[2] 日下ほか，[2] 日下ほか，“デルタ“デルタ線
12線コイル非接触
12 コイル非接触給電システムの実機給電システムの実機証”， 成証”
29，年電気学
成 29 年電気学会産業応用部
会産業応用部
大会，Vol.1，
大会，
No.96，
Vol.1，
pp.439-442
No.96，pp.439-442(2017) (2017)[3] SAE[3]INTERNATISAE INTERNATINAL“Wireless
NAL“WirelessPower Power)AC- C

図9

給電 のTrans erTransor Light-Duty
er or Light-Duty
Plug-in/Electric
Plug-in/Electric
Vehi
Vehi
cles and cles
Alignment
and Alignment
Methodology
Methodology

2954 202010”
2954 (2020)202010”(2020)[4] Dongwook[4] Dongwook
im, etc.,“Analysis
im, etc.,“Analysis
and Introduction
and Introduction
3.3 2.2kW
3.3 2.2kW
駆 給電実
駆 給電実
o Selectiveo Selective
Permeability
Permeability
with Additionalwith Additional
製作した製作した
数コイルと回路で合成駆動給電が可数コイルと回路で合成駆動給電が可 Air-GapsAir-Gaps
on Wirelesson WirelessPower TransPowererTrans
Coils eror Coils or
能か うか確能か うか確するため，2.2kWするため，2.2kW
出力の給電実験を
出力の給電実験を Electric Electric
Vehicle Vehicle
Based onBased
SAE on2954
SAE 2954
った。 った。
接続およ接続およ並 接続での合成駆動時の並 接続での合成駆動時の Recommended
Recommended
Practice”
Practice”
energiesenergies
Vol.12, Vol.12,
給電効率を図給電効率を図
8 およ 8図およ
9 に示す。
図 9 2に示す。
での合成駆
2 での合成駆 No.24, pp.1-11
No.24,(2019)
pp.1-11 (2019)
動給電と動給電とに給電したときのに給電したときの果を比 果を比すると すると[5] SAE[5]INTERNATISAE INTERNATINAL“Wireless
NAL“WirelessPower Power効率， 効率，定 の 定
向はおおの 向はおお一致し，独立した
一致し，独立した
2
2 Trans erTransor Heavy-Duty
er or Heavy-Duty
Electric Electric
VehiclesVehicles
つの回路で解つの回路で解可能であることを確可能であることを確した。1 した。1回路
回路 2954/2 202212”
2954/2 (2022)
202212”(2022)

[6]

[7]

ほか，
“SAE 2954 WPT3/3 コイルの性能評価”，令和 4 年度電気学会産業応用部 大会，
1-111 (2022)
本ほか，“SAE 2954 WPT3/ 3 コイルの 数
合成駆動の”，令和 5 年度電気学会全国大会，(2023)

6

P

T

と

T

式会社
Synspectiveのbata T SHIHIR

1. S

e

e
（シンスペクティ ）
に

1.1

1.4

Synspective は，小 型 SAR（Synthetic Aperture
Radar）衛星の開発・ 用と衛星データのタ解 による リューションの，デー

等を なう衛星

ビジネスのスタートアップです。
有する リューションプロバイダーであり，日本のに基 いた リューションを・開発・SAR データのSynthetic Aperture Rader （日 本：「合 成 開レーダー」）を搭載した小型人工衛星の製造・開発をうとともに，地球を周回する小型 SAR 衛星コン

自社製造による SAR 衛星コンステレーションを
みならず，世界が える様々な

SAR 衛星の(a)

ステレーションから取 する地形・構造物のデータ
を・ 間 業向けへします。

に，衛星データ
しています。

2018 年 2 月に創業し，185 名 25 カ国のメンバーが集 し（2023 年 6 月現在）
，事業を進めています。

( )リューションの開発・自社による小型 SAR 衛星によるデータ以外の外部による多様なデータから，データサイエンスや機械学 を活用して必要な 報を 出，目的に合わせて

1.2

理し，

「持続可能な開発」のビジネスによる実現を目指のに対する リューションを開発・しています。

し，再生可能エネルギー，水・衛生分野での社会イ
ンフラ開発に携わっていた当社創業者（現 当社代
表取 役 CE ）の新

が，

1.5

性能向上を目的とした小型 SAR 衛星開発を進めていた ImPACT プ

ジ ス デルするサービスは，データ

ション

と解

リュー

の つです。

ログラムのプログラムマネージ ーを めていた
成 （現

同創業者・

）と創業しました。

(a) データ

では，全 候・全時間帯で地上の可能な自社小型 SAR 衛星により取 した画 デー
1.3 ミッション

タを「新たなデータとテク ロジーにより人の可能性をニーズが強く，します。当 データは主に国は各国でのが中心となります。

拡げ，着実に進歩する 学 する世界 を実現する」
をミッションに げ，衛星コンステレーションによ(b) 解り全地球の経済・社会・環境に関わるあら る事象

機械学 を活用して取 データを解 し，を思決定や業 効率化に利用し い形で 報をす

る，クラ ド ースのサービスです。

にし， 合的に解 する社会 報プラットフ ー

ムの構築を目指し，事業を展開しています。

リューションは，データサイエンスや

の

が

合わせ，
自社 SAR 衛星データのみならず，
他社衛星，
地図，IoT，スマートフ

ン等の様々なデータを組

み合わせて解 します。

はインフラ計画・ 設・用・メンテナンス・リスクマネジメントに関わる業を中心に，エネルギー開発，

金 ， 市

7

ける です。
業な です。
計画等を計画等をける 業な

しかし，地球の多くの地域がしかし，地球の多くの地域がに われており，そに われており，それによりれにより界が げられます。また
界が げられます。またが当たらが当たら

ない部分は
ない部分は
間となり間となり性が ちるため，性が ちるため，
報取
報取衛星の開発から衛星データを活用した衛星の開発から衛星データを活用した
リュー リュー
の機会が限定されます。それに対して，SAR
衛星
衛星
して うことで，安定したデーの機会が限定されます。それに対して，SAR
ション ション
までを一までを一して うことで，安定したデータ取発・

は自らがは自らがを透 する波長の電波を照射し，地上かを透 する波長の電波を照射し，地上か
タ取 とマーケットニーズをえたサービスの開とマーケットニーズをえたサービスの開らの反射波をらの反射波をするため，するため，候や時間帯に候や時間帯にせせ発・が可能となると考えています。
が可能となると考えています。

度でデータ取度でデータ取が可能です。またデータにが可能です。またデータにの定 ず，高 ず，高は，地形や構造物の形・物性のは，地形や構造物の形・物性のに資するに資する報が報がを うためのデータ利用や，長期プロジを うためのデータ利用や，長期プロジ
クトに クトに含まれています。これらの特含まれています。これらの特から，SAR
から，SAR
衛星デー衛星デー
リューションといった形で，継続的な有効な 有効なリューションといった形で，継続的なまた，いずれのサービスも，特定の場
また，いずれのサービスも，特定の場
の定

分 や変化
分 や変化
出に強く，経済・環境の連出に強く，経済・環境の連
リカーリング益 1 を形成することが可能です。 タは時 タは時リカーリング益 1 を形成することが可能です。
続的変化を
続的変化を
えるのにえるのにしていると言えます。
していると言えます。

図1

図2

ジ ス デル衛星とSAR衛星のイ ージ図

1「リカーリング
1「リカーリング
（Recurring）（Recurring）
」
は
「 返し」
は
「 環する」
返し の 環する」。リカーの 。リカー
リング 益はリング
品・サービスを一度
益は 品・サービスを一度して わりではなく，継して わりではなく，継続的な価 続的な価により対価をにより対価をる 益。基本る 益。基本と従量 金によと従量 金により構成されることが多く，スマホ
り構成されることが多く，スマホ
や電気・ガス・水道なや電気・ガス・水道なののが 当する。
が 当する。

2.
2.1

SAR
2. 衛星にSAR 衛星に

図3

り・・のSAR衛星イ ージ

SAR・
2.1 SAR・SAR 衛星とはSAR 衛星とは“SAR”とは，“SAR”とは，“Synthetic“Synthetic
ApertureAperture
Radar”のRadar”の 2.3

当社の2.3 当社のSAR 衛星SAR
S r衛星
X（ストリクス）S r X（ストリクス）ににで，日本 で，では「合成開日本 では「合成開レーダー」とレーダー」とばれます。
ばれます。
(a) 開発の(a) 開発のSAR 衛星は電波の一種であるマイクロ波を使って地SAR 衛星は電波の一種であるマイクロ波を使って地当社の小型
SAR 衛星は，SAR 衛星は，が主導する革新的研が主導する革新的研
表面を 表面をする衛星です。従来のする衛星です。従来のSAR 衛星はSAR 1,000
衛星は 1,000当社の小型究開発 究開発
進プログラム進プログラム（以下，
ImPACT（以下，
ImPACT
プログラム）
プログラム）
キログラムを超えるものでしたが，小型キログラムを超えるものでしたが，小型SAR 衛星でSAR 衛星での成果を応用した独自の小型
SAR 衛星です。
SAR 衛星です。
は，100-150
は，100-150
キログラム程度に小型化しています。
キログラム程度に小型化しています。の成果を応用した独自の小型
ImPACTImPACT
プログラムとは，
プログラムとは，の 学技術・イの 学技術・イ
2.2

SAR
2.2の SAR の人工衛星は目的に応じて通信・
人工衛星は目的に応じて通信・・地球 ・地球衛星な の種類が星な の種類が在し，当社の衛星は地球在し，当社の衛星は地球
衛星ーションーション策の 令策のである
令 である
合 学技術・
合 学技術・イ
イーション会
が， イリスク・が， イリスク・イイン イインクトな クトな
衛ーション会
研究開発を
研究開発を
進し，持続的な発展性のあるイ
進し，持続的な発展性のあるイーー
衛星

ションシステムの実現を目指したプログラム
ションシステムの実現を目指したプログラム( 参考 ( 参考に属します。さらに，地球に属します。さらに，地球衛星にも衛星にも学，SAR学，SAR
献 1) です。
衛星のようなタイプに分けられます。当社はこのう
衛星のようなタイプに分けられます。当社はこのう献 1) です。
同プログラムでは，
AXA， AXA，大学， 大学，工業
工業
ち，SARち，SAR
衛星の開発・製造・衛星の開発・製造・用を用をけています。
けています。同プログラムでは，大学， 大学，義 大学等との連携により，義 大学等との連携により，性能・コスト・
性能・コスト・学衛星は主にカメラを用いて学衛星は主にカメラを用いて
を
するも
を
するも
製造容 製造容性を性をした開発と研究が進められ，小型した開発と研究が進められ，小型ので 感的に理解しやすく，Google
ので 感的に理解しやすく，Google
Earth をはじめ
Earth をはじめ
SAR
衛星開発に
SAR
衛星開発に
るプログラムはるプログラムは2015 年度から
2015 年度からとする様々なWEBサービスで利用が進んでいます。
とする様々なWEBサービスで利用が進んでいます。

2019 年度まで実施されました。それらの技術を継2019 年度まで実施されました。それらの技術を継 島田理化様も，この島田理化様も，このSAR アンテナの部品生産を通SAR アンテナの部品生産を通
し応用し
して
応 用成
しし
てた の
成が
し当
た社
のの
が小
当型
社の
SAR
小型
衛星
SAR 衛じて貢献
星
じて貢献
いています。
いています。
「StriX」（ストリクス）です。
「StriX」（ストリクス）です。
( ) S r X( ) のS r X の「StriX」は「StriX」は
り み可能なり み可能なSAR アンテナ，高出力
SAR アンテナ，高出力化と高度な熱制御等により，衛星サイズの小型化と化と高度な熱制御等により，衛星サイズの小型化と大型 SAR
大型
衛星とSAR 衛星とないない能力を実現していま能力を実現しています。また，搭載機器開発とす。また，搭載機器開発と製品の積製品の積利用，並利用，並に小型化により，従来の大型のものと比に小型化により，従来の大型のものと比し打上げし打上げと製造 と製造用をあわせ，およそ用をあわせ，およそ
1/20 の低コスト化に成
1/20 の低コスト化に成
しました。
しました。

図4

機との

図（参考文献 2）

多くの宇宙機メーカーが世界中に多くの宇宙機メーカーが世界中に
在している
在している
中，小型中，小型SAR 衛星がこれまで実現されなかったの
SAR 衛星がこれまで実現されなかったのは，小型化には，小型化にう SAR アンテナの開発と高度な熱制
う SAR アンテナの開発と高度な熱制
御が大きな
御が大きな
となってきたためです。大型衛星にとなってきたためです。大型衛星にするする能力（高い分解能と広い能力（高い分解能と広い幅）を実幅）を実現するには，大きなアンテナサイズと高出力が必要
現するには，大きなアンテナサイズと高出力が必要になります。また，高出力であることは同時に発熱になります。また，高出力であることは同時に発熱量も大きくなるため，宇宙空間で機器が量も大きくなるため，宇宙空間で機器がしない しない
ような高度な熱制御も求められます。StriX
ような高度な熱制御も求められます。StriX
では，展では，展図5 S r X CG
開時には大型
開時には大型SAR 衛星と同等のSAR 衛星と同等の5m になる5m になるり み り み図 展開 ， 図 展開方式のアンテナ（展開型スロットアレーアンテナ）
方式のアンテナ（展開型スロットアレーアンテナ）( ) S r X( ) コンステレーション
S r X コンステレーション
を 用し，1kWを 用し，1kW級の高出力アンプを搭載，さらにバ級の高出力アンプを搭載，さらにバ衛星の大小を
衛星の大小をわず，衛星のわず，衛星の置は物理的に決定
置は物理的に決定
ランスのとれた熱制御を実現しました。
ランスのとれた熱制御を実現しました。
果として，
果として，
されます。
されます。
ち， 機の衛星では同一時
ち， 機の衛星では同一時に 1 かに 1 か
従前の大型衛星（例えば従前の大型衛星（例えばAIRB SAIRB
社の TerraSAR-X
S 社の TerraSAR-X
しかデータ取しかデータ取
ができず，
ができず，
また同一地
また同一地
の再 には，の再 には，
は 1t 級）に比べて重量比では 1t 級）に比べて重量比で1/10 の小型化を
1/10 の小型化を
成
成
例えば高度
例えば高度
500km の場合には500km の場合には2 間程度かかる，
2 間程度かかる，しています。
しています。

という制という制があります。多くのビジネス，があります。多くのビジネス，
対応

対応「StriX」はこの「StriX」はこのり み可能なり み可能なSAR アンテナ，高SAR アンテナ，高においては，よりリアルタイム性の高いにおいては，よりリアルタイム性の高い報が必要報が必要
出力化と高度な熱制御等により，衛星サイズの小型出力化と高度な熱制御等により，衛星サイズの小型となるため，先の制となるため，先の制は SAR 衛星データ利用にとっは SAR 衛星データ利用にとっ化と大型化と大型
SAR 衛星とSAR 衛星とないない能力を実現してい能力を実現していて大きなて大きなとなります。しかし，当社の衛星は毎となります。しかし，当社の衛星は毎ます。 ます。

日回 の日回 同期軌道にの同期軌道に入します。この場合，地入します。この場合，地球上の同じ場
球上の同じ場
を毎日同時間，同を毎日同時間，同
で

するこ
で
するこ

また，品質安定性に優れており，軌道上でもまた，品質安定性に優れており，軌道上でも とができ，特定の場とができ，特定の場の地表の変化とトレンドをの地表の変化とトレンドを可能性が小さく，多数機の安定的生産・可能性が小さく，多数機の安定的生産・用に強み用に強みするためのするための質なデータをより多く取質なデータをより多く取することすることがあります。当社は，SARがあります。当社は，SAR
アンテナとしてアンテナとして7 の独7の独ができます。当社は将来的に小型ができます。当社は将来的に小型
SAR 衛星をSAR30
衛星を機 30 機立 ネルから構成される展開型スロットアレーアン
立 ネルから構成される展開型スロットアレーアン
打上げることを目打上げることを目としています。
としています。
当社の 当社のでは， では，テナを テナを用していますが，これはアンテナ表面の電用していますが，これはアンテナ表面の電小型 SAR
小型
衛星を
SAR30
衛星を
機 30させることができれば，
機させることができれば，
波射出スロットと導波管の設計において，電波波射出スロットと導波管の設計において，電波 高 度で定高 度で定可能となり，世界の可能となり，世界の
こで
こで
が

が

を考 した
を考 した
な物理計な物理計が必要である一方，一度が必要である一方，一度おきても，準リアルタイムで地上データの取おきても，準リアルタイムで地上データの取が実が実設計が 設計がすれば製造やすれば製造やが容 ，という特長がが容 ，という特長が現可能です。また，従前の大型衛星に比べて現可能です。また，従前の大型衛星に比べて
1/20

1/20

あります。また，他方式と比あります。また，他方式と比して軽量で部品して軽量で部品数
数の低コスト化に成の低コスト化に成したため，より低予したため，より低予で衛星コで衛星コ
が少ないこと，が少ないこと，れやすい電子機器へのれやすい電子機器への性が低 性が低ンステレーション（ンステレーション（
数の人工衛星を連携させて一数の人工衛星を連携させて一
いこと，並
いこと，並
に構造的に
に構造的に
強であることも先の特長
強であることも先の特長
つの機能
つや
のサ
機ー
能ビ
やス
サを
ービ成
スす
をるシ
成ス
すテ
る ム。
シ ス テ ム。に貢献しています。
に貢献しています。

constellation
constellationとは「星とは「星」の ）を実現し，この制」の ）を実現し，この制み合わせて解する必要があり，ここで種々のデー
み合わせて解する必要があり，ここで種々のデーを解 することができます。
を解 することができます。

タの 在，フーマット，
ール等を組み合わせて
タの 在，フーマット，
ール等を組み合わせて( ) S r X( （ストリクス）) S r X （ストリクス）の最 なモニタリング法を構成します。これらの多最 なモニタリング法を構成します。これらの多の画 データを扱うには従来の様な数 様な数
画 データを扱うには従来の計解 に計解 にフクロ フクロの学名である「Striの学名である「Striuralensis」にちなんuralensis」にちなん大なデータを扱うための機械学
加え， 加え，大なデータを扱うための機械学
等のアル等のアルで名付けました。
で名付けました。
用が必要であり，当社エンジニアが用が必要であり，当社エンジニアがおよが非常によく発が非常によく発してしてリズムのリズムの日々，最新の技術成果を調・開発を進めています。
日々，最新の技術成果を調・開発を進めています。
おり， おり，
全な
全な( くらやみ( くらやみ) の中でも) の中でも食すること
食すること
ロジーが必要となるため，なテク なテク
ロジーが必要となるため，ができます。
ができます。
間でもモ間でもモが見えるというフクロが見えるというフクロ これら広これら広SAR 衛星データ解をが自社技術化するには至SAR 衛星データ解をが自社技術化するには至の特 はの特SAR の特は SARでもあります。また広げたアンの特 でもあります。また広げたアン
フクロ フクロはおよはらず，外部の解技術が必要とされる理らず，外部の解技術が必要とされる理となってとなってテナが テナがの に見えるといったところも名前をつけの に見えるといったところも名前をつけ
います。
います。
た 来になります。そして，フクロ
た 来になります。そして，フクロ
は知 のシンは知 のシンボルともボルともばれます。ギリシばれます。ギリシ
神話に 神話に場する知性
場する知性
SAR 衛星データの解においては前述の衛星ーにおいては前述の衛星ー
や学 のや学
神のアテナは，人々がの 神のアテナは，人々がくなるよう力をくなるよう力をSAR 衛星データの解
ドアの技術特性を理解し，対象の形状・物
ドアの技術特性を理解し，対象の形状・物
くし，必要なときには知
くし，必要なときには知に んだに 器や道具をんだ 器や道具をする必要があります。加えて，SAR
性を解 性を解する必要があります。加えて，SAR
データ データ
与えました。そのアテナの与えました。そのアテナのとして，使者や化身として，使者や化身には解 ばれる特3 と ばれる特な解
法をにはSAR 解 SAR3 とな解法をとなったのがフクロとなったのがフクロと言われており，そこからあと言われており，そこからあ用することができ，これにより広域のインフラや用することができ，これにより広域のインフラややかり名付けました。
やかり名付けました。
地盤の変動を分することができるようになりま
地盤の変動を分することができるようになりま
2.4

実 2.4

す。一連の
解 には一定の理
的知見と実
経
す。一連の
SAR 解 SARには一定の理的知見と実経実験を必要とするため，当社の解能力を特能力を特けてこれまで当社が打ち上げた衛星は，2020
これまで当社が打ち上げた衛星は，2020
年 12 月年 12 験を必要とするため，当社の解月に自社初の実証機「StriXに自社初の実証機「StriX」，2022 年」
，2022
3 月に実証年 3 月に実証います。います。

けて機の「StriX機の「StriX」，そして，将来的な衛星の多数機」，そして，将来的な衛星の多数機
1 リ ンシンート ンシンe）とは
1 リ ート（Re o （Ree e o e）とは生産や 生産や用を見 用を見え，ビジネス拡大を目指すためのえ，ビジネス拡大を目指すためのれた 置から物を触らずに調べる」技術で，主「 れた「 置から物を触らずに調べる」技術で，主実証 用初実証 機「StriX-1」を用初 機「StriX-1」を2022 年 92022
月に打上げそ年 9 月に打上げそに人工衛星や航空機に用の 定器（センサ）を載に人工衛星や航空機に用の 定器（センサ）を載
れ れ軌道
れ れ軌道
入に成 入に成し，打上げ後の画し，打上げ後の画取 も成取 も成せ， 学的に，あるいは電磁波等を用いて地球の表
せ， 学的に，あるいは電磁波等を用いて地球の表

しています。
しています。

面を面をする技術を指します。衛星に搭載したセンする技術を指します。衛星に搭載したセン

サは，地球上の海，森，な から反射したり，
サは，地球上の海，
森， 市，
な 市，
から反射したり，
自ら放射する電磁波をし， の生分 ，地の自ら放射する電磁波を
し， 生分

，地

表面形状の
，水域の水質・水温の
表面形状の，水域の水質・水温の， や雨， や雨
な の気象状況のな ，幅広い分野にな の気象状況のな ，幅広い分野に用され 用されています。
ています。
図6 S r X-

2 データサイa e e）とは
2 データサインス（ aンス（a e a e）とはに るSAR

データを用いて新たな社会に有益な
データを用いて新たな学的およ学的およ
社会に有益な
き出そうとするアプローを指します。応知見を 知見をき出そうとするアプローを指します。応3．

し，データを扱う用性を重用性を重し，データを扱う法である法である
報工学，報工学，

リューションに3．
リューションに計学，データマイニング，機械学，その他アル
計学，データマイニング，機械学，その他アル
3.1 衛星データ
3.1 衛星データ
リューションにリューションにななリズム等を的に扱います。
リズム等を的に扱います。

ンジニ ンジニ
リン 技術
リン 技術
3
SAR
（Ie er
a a
）とは
3
SAR
（I er eror ero
SARear aSAR）とは
当社が 当社がする解 する解リューションには，SAR，
リューションには，SAR，SAR データに含まれる反射波の
報を用いて
報を用いて
リモートセンシング
リモートセンシング
1，データサイエンス
1，データサイエンス
2 の３つ2 の３つSAR データに含まれる反射波の地盤や構造物の変動を解する 法です。
には地盤や構造物の変動を解する 法です。
にはの技術 の技術域にまたがる高いレ
域にまたがる高いレ
ルのエンジニアリン
ルのエンジニアリン
SAR
衛星から地表までのの報が含まれるた
SAR 衛星から地表までのの 報が含まれるたグが要求されます。また，様々なグが要求されます。また，様々なニーズに対応ニーズに対応め，同じ軌道上にある
SAR 衛星から同一地
め，同じ軌道上にある
SAR 衛星から同一地を2回 を2回するため，するため，，熱赤外，気象等，自社，熱赤外，気象等，自社
SAR 衛星以SAR 衛星以すれば，そのて（果を重 果を重て（させて）させて）外の衛星やドローン等，広外の衛星やドローン等，広な地理空間データを組な地理空間データを組 すれば，そのタを入して自社で解タを 入して自社で解することは難しく，自組することは難しく，自組をとることによって，地表のわずかな変動ををとることによって，地表のわずかな変動をる
る
内に衛星データ解
内に衛星データ解要員を持てないケースがほとん
要員を持てないケースがほとんことができます。計
ことができます。計
精度は波長
精度は波長
であり，X
であり，X
バ
バ
ンドを利用する当社衛星の場合は数ンドを利用する当社衛星の場合は数mm ーダーのmm ーダーのです。 です。
変動を 変動をえることができます。
えることができます。

当社は SAR
当社は衛星データをSAR 衛星データをーザー（ーザー（・解3.2 当社の3.2 当社のリューションにリューションにわる主なわる主な技術(a) リ ート(a) リ ンシン
ート ンシン
データ データ
技術

技術

・解

）に
）に
しつつ，新たな解
しつつ，新たな解リュー リュー
技術事業者な事業者なションを通じて新ションを通じて新ーザーを拡げる，独自のビジーザーを拡げる，独自のビジネスモデルを持ちます。一気通ネスモデルを持ちます。一気通でのサービス構築
でのサービス構築
多様な 多様なーザーニーズに対応するため，当社の解ーザーニーズに対応するため，当社の解は，マーケットドリ
は，マーケットドリ
ンでのプロダクト開発と，ンでのプロダクト開発と，リューションには様々な衛星データが利用されリューションには様々な衛星データが利用され

少な
少な
衛星データサービスの安定したSAR 衛星データサービスの安定したを可能 を可能， SARとし，この包する 報する
リューションが報 リューションがーザー ーザー
分 データ，熱赤外データ，気象データな
分 データ，熱赤外データ，気象データなの広の広とし，この包
にとって有
にとって有
なものとなり当社のバリュープロポジ
なものとなり当社のバリュープロポジ
なリモートセンシングデータへの理解が必要となりなリモートセンシングデータへの理解が必要となります。つまり，SARます。つまり，SAR
データだけでなく，衛星データだけでなく，衛星，ションの基礎となっています。
ションの基礎となっています。
ます。実用のためには，現在ます。実用のためには，現在中の世界の衛星種
中の世界の衛星種やデータやデータ
在，分 在，分
のためのフ
のためのフ
ーマットや
ーマットや
ー
ー
( ) 当社の( ) 当社のリューションのリューションのル等の利用経験が求められます。加えて，航空機やル等の利用経験が求められます。加えて，航空機や当社の衛星「StriX」や他社衛星から取SAR 衛星「StriX」や他社衛星から取ししドローンでのドローンでのデータを利用するケースもありま
データを利用するケースもありま当社の SAR
た SAR 衛星データを，データサイエンスや機械学
た SAR 衛星データを，データサイエンスや機械学
す。 ーザーニーズを技術要
す。 ーザーニーズを技術要に としに み，先のとし み，先のを活用して解を活用して解し，し，が理解 が理解
利用し 利用しい形で い形で多様なデータ
多様なデータースを組み合わせて最ースを組み合わせて最
なモニタリ
なモニタリ
報を表示するクラ報を表示するクラ
ド ースのサービスです。
ド ースのサービスです。
ング 法を組み上げる技術であり，当社のング 法を組み上げる技術であり，当社のリュー リュー
ション技術の発展をション技術の発展をえています。
えています。

の( ) データサイ( ) データサインス
ンス
技術

現場の 現場の
思決定や業
思決定や業
効率化に有
効率化に有
な 報をな 報をす

技術に合わせて，他社衛星，地図，のに合わせて，他社衛星，地図，
水 ，移水 ，移動体 GPS，
動体
その他
GPS，
IoT
その他
データと組み合わせることで，IoT データと組み合わせることで，することができます。そして，ることができます。そして，
間 ( 産業セクター
間 ( 産業セクター)の)の上 のように，多様な数
上 のように，多様な数
画 データを扱うに
画 データを扱うにーザーはデータからられる られる報に興味がありま報に興味がありまは従来のは従来の計解 に加え，昨今進歩の計解 に加え，昨今進歩のしいコンしいコンーザーはデータからす。例えるなら，分かりす。例えるなら，分かり
らい X 線画
らい Xだけを見て
線画 だけを見てピュータビジョンやピュータビジョンや大なデータを扱うための機械
大なデータを扱うための機械も 者が知りたいは分からず，データを理解すは分からず，データを理解す
学 等の学 用が必要です。この等の 用が必要です。この
域は近年の
域は近年の
AI
AIも 者が知りたい者が介在する必要があるのと同様です。当者が介在する必要があるのと同様です。当
ビッグデータ市場の成長に
ビッグデータ市場の成長にい新しいい新しい法が日々法が日々るには るには社サービスは使い社サービスは使いい，分かりやすいい，分かりやすい報を Web
報を Web
表されており，当社の解表されており，当社の解ームは学術的な成果もームは学術的な成果もサービスとしてすることに注力しています。ますることに注力しています。ま含めて継続的にキ含めて継続的にキッ アップ，または自らアルッ アップ，または自らアルサービスとして
た，当社の
た，当社の
リューションは世界中
リューションは世界中
の地域でも
の地域でも
リズム開発を
リズム開発をい，それを当社
い，それを当社
リューションへ組
リューションへ組
み んでいます。
み んでいます。
3.3 当社の3.3 当社のリューションにリューションに(a) 開発の(a) 開発の用可能であり，用可能であり，「StriX」のコンステレーションの数・「StriX」のコンステレーションの数・機能向上により，さらに高機能向上により，さらに高度・多地度・多地
の 変や事
の 変や事
の分 ・予
の分が可能になります。さらに，・予 が可能になります。さらに，
リュー リュー
ションリリース後は，データ
ションリリース後は，データ
解 アル解 リズムがアル リズムが継続的にアップデートされ，継続的にアップデートされ，はデータはデータースや ースや2017 年に衛星データの最大市場である米国で2017 年に衛星データの最大市場である米国で
SAR
SAR
処理アル
処理アル
リズムの技術的な進展をリズムの技術的な進展を
することな
することな
データのデータの用利用について用利用について制 和があり，この時制 和があり，この時く利用することができます。
く利用することができます。
期から今日までに小型期から今日までに小型
SAR 衛星事業者がSAR 衛星事業者が々と衛星々と衛星
打上とデータ取
打上とデータ取に成 しました。
に成 しました。

データ取データ取
後にそのデータの解後にそのデータの解と理解が不可と理解が不可( )
I.
ですが，分
ですが，分
に
性が要求されるに性が要求される
SAR 衛星データ
SAR 衛星データ( リューションの)リューションの
（参考文献
（参考文献
3）
3）
I.

ニタリンニタリン
リューションリューション

（La（Laa e e aMo
e eor Mo L orM） L M）の利活用は，自ら解の利活用は，自ら解能力を持つ能力を持つ ーザーやーザーや
SAR
衛星データを用いて広域の地盤変動を解
SAR
衛星データを用いて広域の地盤変動を解
一部の解一部の解事業者が中心です。
事業者が中心です。

し，そのし，その果を果をする リューションサービスでする リューションサービスで近年，衛星データの利活用が拡大しつつある産業
近年，衛星データの利活用が拡大しつつある産業す。当社独自のす。当社独自のInSAR 解InSAR
技術により，広域な地表解 技術により，広域な地表セクターでは，前述したリモートセンシングデータ
セクターでは，前述したリモートセンシングデータ

面の変動量を
面の変動量を で 出し時
で 出し時
で表示しま
で表示しま
解 技術に加えデータサイエンス関連技術が必要に
解 技術に加えデータサイエンス関連技術が必要にす。また，地下工事等によって発生するす。また，地下工事等によって発生する事 の 事 のなるため，産業セクターのなるため，産業セクターのーザーがーザーがSAR 衛星デー
SAR 衛星デー

域予 機能が加実装されています。当域予 機能が加実装されています。当リュー リュー
ションにより，以下のようなを解決できるようションにより，以下のようなを解決できるようになります。
になります。
円の 加コストが生じる大・一日 ・一日すると数すると数円の 加コストが生じる大地下工事のリスク管理
地下工事のリスク管理の 量コストがかかる地下資源
エネルギー
・多 の・多量コストがかかる地下資源
エネルギー
の地表への
の地表への
調

調

・
な地盤や海上に設した発電プラント，港のな地盤や海上に設した発電プラント，港
の

・

図8

メンテナンス管理
メンテナンス管理（ oo

分
リューションa a eA eeA）イ ージ図

な の移動制地 広域の・コロナ・コロナ
な の移動制下での 下での地 広域の地 りリスク調
地 りリスク調. その. そのの リューションータ のータリューションロ クトロ クト- .

a- er. a a aere Aa ea e Ae e(

大雨や強大雨や強に う に う や家

e
A)

(

や家
，

A)
，

積な ，様々な自によって生に う に う 積な ，様々な自
によって生
じた

じた
・変化状況を前後のSAR 衛星画を用・変化状況を前後の SAR衛星画を用することにより，広いて解 いて解することにより，広
で

で
度合いや変
度合いや変

することができます。
化状況を化状況をすることができます。
- .

. Wﬀ ore
ﬀ- ore
A W
e

A
e WA）
e （ WA）e （広広な海域に対して
速 定とモニな海域に対して
で 上 で
速 上
定とモニ

タリングがメートル毎
で えます。
タリングがメートル毎（m/s）（m/s）
で えます。
高解 度かつ海面に近い速のが えるため，高解 度かつ海面に近い速のが えるため，
図7

上 力発電
地形や他地形や他
上 力発電
による による
の

（La

. 分

.

ニタリン
リューションにa e e Mo or
L M）イ ージ図

の
も定常的
も定常的

に えます。
上 力発電
定を う上で，
えます。
上 力発電
の 地 の
定を地 う上で，一つのデータとしてご利用
一つのデータとしてご利用
けます。けます。

分
リューションリューション（ oo （a oo
a e Aa ea e A
e e

e
A）

A）

e aore Ma- . ore- I. eoreor I Ma
e a( eIM)eSAR 衛星データを用いて，浸水（浸水域，浸SAR 衛星データを用いて，浸水（浸水域，浸，道路，
水 ， 水 道路，物）の分物）の分
果を

果を
する

する

( IM)

定，
から樹高から樹高定やバイ定やバイ
マス量 マス量
定，
分，

分，

2固定量
の
固定量
出な 様々な知，C 2知，Cの出な 様々なををリューションサービスです。
な により水うことができ，管理コストうことができ，管理コスト
リューションサービスです。
な により
水や管理 や管理
域を広げ域を広げ
が発生した
学衛星や飛
機・ドロー
ることが可能です。
が発生した，従来の，従来の
学衛星や飛
機・ドロー
ることが可能です。
候が一定程度回した後にしか状況
ンでは ンでは候が一定程度回した後にしか状況
がができませんでしたが，SAR 衛星を用いできませんでしたが，候に強い候に強い
SAR 衛星を用いれば 候にされず広域の浸水状況をれば 候にされず広域の浸水状況を可能で 可能です。さらに，データサイエンスや機械学
す。さらに，データサイエンスや機械学を利用しを利用して 時に自動データ解を い，道路・て 時に自動データ解を い，道路・物な の物な のを特定します。以下のような施設への施設への を特定します。以下のようなを解決できます。
を解決できます。
・大・大 で大きなコスト・リードタイムので大きなコスト・リードタイムのかかる かかる 調

調

途上国において興が必要な・新興国・新興国
途上国において速な 興速な が必要な
国 機関の現地ニーズアセスメント
国 機関の現地ニーズアセスメント・ 速な人が求められるや自 体の初動・ 速な人が求められるや自 体の初動
計画

計画

図9

各種

リューションサー

ス

イ

ージ図

3.

3.

当社では，2020
当社では，2020
年代後半には年代後半には30 機のコンステレー
30 機のコンステレーション（衛星ション（衛星）とアナリティクスプラットフ）とアナリティクスプラットフーームにより準リアルタイムで世界の変化を理解できる
ムにより準リアルタイムで世界の変化を理解できる合システムの構築を計画しています。これらを利合システムの構築を計画しています。これらを利用して世界の用して世界の和，レジリエントなインフラ開発，和，レジリエントなインフラ開発，
そして持続可能な資源エネルギー利用の実現を目指
そして持続可能な資源エネルギー利用の実現を目指します。します。

図10

ロー

マッ

参考文献参考文献
1

革新的研究開発プログラム
1 革新的研究開発プログラム
ImPACTImPACT「

ンデマンド「 ンデマンド
時が可能な小型合成開時が可能な小型合成開レーダ衛星システム」
レーダ衛星システム」
https //www.
https //www.
st.go. p/impact/program/13.html
st.go. p/impact/program/13.html
2European
2 European
Space Agency,
Space Agency,
companycompany
disclosures
disclosuresand news
andreleasenewsを
releaseに作成。
を に作成。

(1)

詳細は(1) SAR
詳細はジ SAR
ーナル（http
ジ ーナル（http//syntheticaper//syntheticaper
tureradar.com/sar-satellite-missions/）
tureradar.com/sar-satellite-missions/）
より参照。
より参照。

(2)

コストは衛星(2) コストは衛星
1 機あたりのもの。全体コストは1 機あたりのもの。全体コストはコンステレーションター
コンステレーションター
ットの大きさによってットの大きさによってなる。原なる。原は SD 100MMは SDだが，1100MM だが，1
SD P 122.
SD1 P 122.1に基 いて日本円にに基 いて日本円に。

。

(3) 衛星のコストは，当社の将来の衛星(3) 衛星のコストは，当社の将来の衛星
1 基あたりの1 基あたりの的なコストに基的なコストに基き。数
き は。数 モーは

モードにより変化する可能性がある。比ドにより変化する可能性がある。比は超高解は超高解度（3m 度（3m）下で ）下で出。
出。
3

Synspective
3 Synspective
HP より HP より
https //synspective.com/solutions/
https //synspective.com/solutions/

社

H技術と

H engineering and products for car on neutrality society

開松Takeharu S EMATS

1.

1.

るようになり，現在でも，サイリスタ式電源やるようになり，現在でも，サイリスタ式電源や
空空管式電源，SIT
管式電源，SIT
FETインバータ電源が様々な用
FETインバータ電源が様々な用[2]
昨今，日本を含
昨今，日本を含
世界中で地球温暖化の世界中で地球温暖化のと思と思途で使われている。
途で使われている。[2]
われる われる
常気象が発生しており，温常気象が発生しており，温効果ガス
効果ガス当社は，1948年から高周波誘導加熱装置の当社は，1948年から高周波誘導加熱装置のをを（C 2）（C ・カーボンニュートラル社会の実現に
2）・カーボンニュートラル社会の実現に開始して以来，トランジスタインバータメーカーの開始して以来，トランジスタインバータメーカーの向けた動きが加速している。そのような中で，金属向けた動きが加速している。そのような中で，金属先駆けとして，IH技術の研究開発・製品化に取り組先駆けとして，IH技術の研究開発・製品化に取り組を熱処理する分野では，従来の加熱方式やエネルを熱処理する分野では，従来の加熱方式やエネル
み，今日までに幅広い分野で数多くの製品を世の中
み，今日までに幅広い分野で数多くの製品を世の中
ギー効率の見
ギー効率の見しによりC
しによりC
2排出量の低2排出量の低，省エネ，省エネに送り出してきた。今回，省エネに貢献する最新技に送り出してきた。今回，省エネに貢献する最新技
ルギー・省資源化がルギー・省資源化が進されており，クリーンな電進されており，クリーンな電術を搭載したIHインバータとその製品展開について術を搭載したIHインバータとその製品展開について
気エネルギーを用いる誘導加熱（Induction
気エネルギーを用いる誘導加熱（Induction
Heating：Heating：
紹介する。
紹介する。
[1]
[1]
IH）の利用がますます注目されている。
IH）の利用がますます注目されている。
3. PWM制御IHインバータの
3. PWM制御IHインバータの化
化
2. IHインバータの2. IHインバータのり わりり わり
IHインバータは，電磁誘導の原理によって様々な
IHインバータは，電磁誘導の原理によって様々な金属の熱処理を金属の熱処理をうために，うために，用電力を高周波電力
用電力を高周波電力
IH技術は，1940年代から
IH技術は，1940年代から用周波数や電動発電機
用周波数や電動発電機に変 する装置である。インバータの電力は加電力は加を用いた50Hzから3kHzがを用いた50Hzから3kHzが造・溶解用加熱に利用
造・溶解用加熱に利用に変 する装置である。インバータの
熱対象物の素
熱対象物の素や形状，加熱温度や加熱時間なや形状，加熱温度や加熱時間なににされ始め，1960年代に半導体スイッ
され始め，1960年代に半導体スイッング素子であング素子であよって よってされるが，電源効率をされるが，電源効率を
することに
することに
るサイリスタ（SCR）が開発され低周波数帯の大容るサイリスタ（SCR）が開発され低周波数帯の大容
よって よって電力を大きく
電力を大きくすることが可能になすることが可能にな
量インバータが主流となり，現在はIGBT（Insulat量インバータが主流となり，現在はIGBT（Insulatる。
る。
ed Gate Bipolar
ed Gate Transistor）に移Bipolar Transistor）に移
している。
している。
，
，
当社は，
最新の 最新のワー半導体SiC（Silicon
ワー半導体SiC（Silicon
高周波焼入用として20kHz以上の周波数帯では
高周波焼入用として20kHz以上の周波数帯では
空
空 当社は，
Carbide）の用，用，流回路方式の見流回路方式の見し， 新し， 新管式電源が使用され1980年代にSIT（Static
管式電源が使用され1980年代にSIT（Static
Induc- Induc-Carbide）の開発した独自のPWM（Pulse
Width Modulation：
Width Modulation：
tion Transistor）が，2000年代にFET（Field
tion Transistor）が，2000年代にFET（Field
Eﬀect Eﬀect 開発した独自のPWM（Pulse
ルス幅変調）制御方式の搭載，FPGA（Field
FPGA（Field
Transistor）の高速スイッ
Transistor）の高速スイッング素子のトランジス
ング素子のトランジス ルス幅変調）制御方式の搭載，
Programmable
Programmable
Gate Array）によるデジタル制御化
Gate Array）によるデジタル制御化
タが開発され高周波数帯のIHインバータで利用されタが開発され高周波数帯のIHインバータで利用され

図1 PWM制御IHインバータの 用

を実現することにより，従来製品に比べて電源力率を実現することにより，従来製品に比べて電源力率 5．EV用ワイヤレス給電
5．EV用ワイヤレス給電への りへのみ り みと電源効率を大幅にと電源効率を大幅にする「電源力率・電源効率
する「電源力率・電源効率
型PWM制御IHインバータ」を開発し，型PWM制御IHインバータ」を開発し，造・造・近年の自動車産業のEV（Electric
近年の自動車産業のEV（Electric
Vehicle）へのVehicle）への溶解な 溶解なの低周波数帯はIGBTを搭載した並の低周波数帯はIGBTを搭載した並振
振
シフトにともない，図2に示すように，EV用ワイヤ
シフトにともない，図2に示すように，EV用ワイヤ方式の「SBT-PWシリーズ」を，焼入れな方式の「SBT-PWシリーズ」を，焼入れなの高周 の高周レス給電が新たな電力レス給電が新たな電力給方法として期待されてお給方法として期待されてお
波数帯はSiCを搭載した
波数帯はSiCを搭載した振方式の「SCT-SW
振方式の「SCT-SW
り，世界的にり，世界的に準化が進んでいる。
準化が進んでいる。
シリーズ」を製品化した。図1にそのシリーズ」を製品化した。図1にその用を示用を示当社では，2023年度にSAE
当社では，2023年度にSAE
WPT3給電に対応
WPT3給電に対応[3][3]
す通り幅広い用途に対応している。
す通り幅広い用途に対応している。
する地上する地上インバータの実証機による実証実験を
インバータの実証機による実証実験を紹介してきたPWM制御IHインバータは，一般社
紹介してきたPWM制御IHインバータは，一般社
い，実証機のい，実証機の開始と製品開発を進めるなか，高開始と製品開発を進めるなか，高団法人日本機械工業連合会が主団法人日本機械工業連合会が主する令和4年度優する令和4年度優効率なインバータ技術をさらに進化させ，効率なインバータ技術をさらに進化させ，世代イ 世代イ
秀省エネ脱炭素機器・システム表彰において，電源秀省エネ脱炭素機器・システム表彰において，電源ンフラとしてのEV用ワイヤレス給電の開発・製品
ンフラとしてのEV用ワイヤレス給電の開発・製品
力率・電源効率の力率・電源効率のが高く評価され，「資源エネが高く評価され，「資源エネ化，事業化に向けて積化，事業化に向けて積的に取り組んでいる。
的に取り組んでいる。
ルギー ルギー長官賞」を受賞した（長官賞」を受賞した（
1）。 1）。

図2のワイヤレス給電
6．

6．

，詳細は本誌のトピックスに，詳細は本誌のトピックスに載している。
載している。
脱炭素に向けた取り組みが全世界で加速している
脱炭素に向けた取り組みが全世界で加速している
なか，IHでの加熱は金属を自なか，IHでの加熱は金属を自発熱させる高効率な発熱させる高効率な熱処理方法で，電源効率を
熱処理方法で，電源効率をすることでCすることでC2の排 2の排
4.
4.
の
展開
の
展開
出量を低出量を低させ，省エネへの貢献が期待できる。まさせ，省エネへの貢献が期待できる。また，安全性にも優れており，加熱効率，省エネ性，た，安全性にも優れており，加熱効率，省エネ性，2023年度にはPWM制御技術を搭載したインバー
2023年度にはPWM制御技術を搭載したインバー作性な 作性なの向上も可能となる。
の向上も可能となる。
タのラインアップ化がタのラインアップ化がし，「SBT-PWシリー
し，「SBT-PWシリー当社は，IHインバータのリーディングカン
当社は，IHインバータのリーディングカン
ニー
ニー
ズ」は，周波数0.3kHz～30kHz，出力20kW～
ズ」は，周波数0.3kHz～30kHz，出力20kW～
として，最新のとして，最新のワーエレクトロニクス技術を駆使
ワーエレクトロニクス技術を駆使
3,200kWに対応し，「SCT-SWシリーズ」は周波数
3,200kWに対応し，「SCT-SWシリーズ」は周波数
し，さらなる高効率な製品の開発に取り組み，カー
し，さらなる高効率な製品の開発に取り組み，カー
30kHz～300kHz，出力30kHz～300kHz，出力20kW～1,000kWに対応して20kW～1,000kWに対応してボンニュートラル社会の実現に貢献するとともに，
ボンニュートラル社会の実現に貢献するとともに，おり，さまざまな熱処理用途に対応できる製品が取おり，さまざまな熱処理用途に対応できる製品が取EV用ワイヤレス給電な
EV用ワイヤレス給電な，化した電磁誘導技，
化した電磁誘導技
り揃った。
り揃った。
術の新たな利用拡大を目指していく。
術の新たな利用拡大を目指していく。
両シリーズとも高速なPWM制御によって，電源両シリーズとも高速なPWM制御によって，電源
力率，電源効率
力率，電源効率に大幅に向上し，に大幅に向上し，
水量は当社
水量は当社
従来製品と比べ30
従来製品と比べ30以上の 以上のが可能となり，が可能となり，[4][4]
ニットの小型・軽量化を実現している。
ニットの小型・軽量化を実現している。
1

ル ー

また，当社従来製品のラインアップを網
また，当社従来製品のラインアップを網するこ することで，スムーズな置きとで，スムーズな置きえが可能となった。
えが可能となった。

参考文献[1] 工業加熱V L.60 No.1 特集「工業 の脱炭素への取組み」，2023.1[2] 田内 “ 世代半導体SiCを用いたIHインバータの開発の取組み”，島田理化技報，No26，
2018[3] 日本機械工業連合会，第42回優秀省エネ機器・システム表彰機器概要 ンフレット，2023.2[4]
本 “省エネに貢献するIH製品とラインアップ”，島田理化技報，No.27，2020

事業本部

6

ワエレ 業部ireless Po er
浜田造

Shinzo HAMADA

upply nverter

田内
oshio TANAI

近年，世界の自動車産業は，時代の流れとしてEV化が んになってきており，当社では，その流れの一端を うアプロー の一つとして，分野の一つである高周波電磁誘導技術を応用したワイヤレス給電用インバータの開発をここ数年にわたって実施してきた。[1]
社の着 したワイヤレス給電技術は，SAE（米国自動車技術者 会）で 分けされている出力クラスの中で，実用内では最大 様となる11.1kW(SAE 2954 WPT3)を ースとしている。

TatsuoATAA

また，市場のター ットとしては，トラック，バス等の大型車両の給電機能をカバーする目的として，これを4搭載し，最大で44.4kW（11.1kW 4）まで出力可能な，EV用ワイヤレス給電実証実験装置（以下 実証機）を製作した。（下図）
ワイヤレス給電実証機の開発にあたっては，大日本(DNP) のシート型コイル ニットをごき，名で開 された「人とくるまのテク ロ
ジー展2023」に出展し，高評価を た。

装置のNP シール コイル ニット

VAコイル

インバータ

GAコイル

EV用ワイヤレス給電実 実 装置

7

1.

2．実 機にEV用のワイヤレス電力 送は，SAE 2954で 定されている。本では，地上 に設置する送電コ
イル（GAコイル）と，EV に搭載される受電コイ
ル（VAコイル）とを利用し， ンドフリーかつ自動 転でEVに給電することを最 目 としている。
当社で開発したワイヤレス給電装置は，SAE
WPT3に対応して製作した実証機となる。
プレスリリースでも発表済みであるが，タクシー
プールにおける
待ち待機中のEVタクシーへの給電や，トラックヤードにおける 物作業中のEV
トラックへの給電を主として市場展開を目指している。（図1）
本 では，実証機の 様，およ GAコイル・VA
コイルを使用した 送効率な の評価 果について紹介する。

今回製作した実証機（図2，図3）は，1 で4をに出力制御ができるように構成されている。
各，11.1kWとし，用途に応じた出力合成を可能にする製品を実現した。
実証機の製作にあたっては，当社が 有する従来の ワエレ技術[2][3][4]をできる限り活用し，誘導加熱用
PWMインバータのFPGA（Field Programmable Gate
Array）制御基 をほぼそのまま流用，4分を実装することで開発コストのと製作期間の短 を図っている。
給電に使用される周波数はSAE
79～90kHzの中間である85kHzを ースとしている。（実証機では，SAE
内での周波数可変が可能。）
なお，各 ニットの出力は，各々電気的にされている。また，の組み合わせにより合成された出力は，全に対し指定された周波数で同期制
御により給電を う。（表1）【 実証実験の想定例 】

図1 EV用ワイヤレス給電システム 実 実 の例

図2 実 機 機

ロック図

表1 実 機項実

目

11.1 W 4
電 500
電

出

波

5
79

波
10

200

220

電

90

方

40A m

55

A

W
タッ
レー
（0-24

I
ー

ル
接

0-12 ）

Wi- i

方
外観
W
質

法
mm

00 1750 500
220
Si

図3

実 機

外 図

3．実 機に使用 るSAE

コイルに

当社では，実証機に使用するためのGAコイルとVAコイルの製作は，
大学 にご 力を き，
評価 験を実施し，SAEであるコイル 送効率を評価した。
(1) コイルインバータの出力（P1）に対するGAコイルの効率は97～98 ，VAコイルの効率は 95 ，最出力（P2）に対するシステム効率（P2/P0）
は85 以上となっており，SAEに準 した

果が られている。（図4）(2) インバータ，コイル
ー ルインバータとコイル間のケー ルは，同軸ケー ルを使用し，現状では最長で30mで 験を実施しており，最大GAP(250mm)でもSAEの 送効率85 以上を確 している。（図5）

図4 SAE

図5 インバータ，コイルのー ル30 での

の

の

4．

の

今回は，ワイヤレス給電用インバータの製作およ
SAEに対する技術の,コイルのEMC 定を実施した。今後は，以下を考 しつつ製品化に向けての開発を継続する。
(1) 通信機
SAEにおける通信機能は，自動車 に対する 置誘導の通信機能が定義されている。また，決済や人の 作を う通信については，
Wi-Fi（SAE通信： 2847）を使用することが定義されている。
なお，実証機ではこれらの機能は， 験用のリモート 作に限定されているため，今後の用途先に応じた機能の実装を目 としている。
(2) 体
実証機の 体構造は， 体自身はIP45に対応すべく見 していく。また，サイズについても
省スペース化を考 したものとし，これらを最化する。
(3) EMC
電磁界強度に対する 定については，設置を可能とするための電磁界 制が必要である。

図6 人体

の

また，放射 イズ 定に対する 定についても対応が必要であるため，これらの 定を 時実施していく予定である。
なお，人体
指 対応については，
省で定されている磁界強度以下となっている。
（図 6）
5.
本 では，EV 用ワイヤレス給電インバータを中心に実証実験装置の開発状況を報 した。今後数年間で世界的に EV 要は高まると予想され，それにい充電器な のインフラ設備も 速に 備されると考えられる。現在はプラグイン充電器が主流となっているが，今後の自動 転技術の発展と に，
受電 作に対する ンドフリーのニーズからもワイ
ヤレス給電の 要が高まることが予想される。
当社では，まず実証実験に使用される設備のを目指し，実使用に向けたを 出して量産設計に展開した上で，世の中の利便性をさらに高めるための製品が可能となるように技術開発を継続す
る
である。

の

参考文献
1

2

3

4

田，石間“ワイヤレス給電用高速インバータの開発”,
島田理化技報，No.27，2021.
田内“ 世代半導体 SiC を用いた IH インバータの開発の取組み”,
島田理化技報 ，No.26，2018.
守上， 田，浜田，永月 “PWM制御大電力
誘導加熱インバータの開発”,
島田理化技報，No.27，2021.
石間 “省エネに貢献する I H 用新型 PWM
インバータの製品ラインナップ”,
機関誌エレクトロヒート ， No.245 ，2022.

生産本部
ワエレシステム技術部

事業本部
新事業 進プロジ クトグループ

生産本部
ワエレシステム技術部

HHigh eP

ciency P

inverter lineup for induction heating

松原
usuke MATS BARA

製造現場では，脱炭素社会の 期実現に向けて機器の省エネ化や生産の効率化への取り組み，また電源環境のに向けては，電源力率や電源高調波の低 な の要求が 速に拡大している。
当社では，このような市場要求に対して，2020年に下図(a)に示す30kHz以下の低周波用の新型PWM(Pulse Width Modulation)インバータのを開始
し，省エネ機器として 調に拡大中である。
今回，さらに下図(b)に示す30kHz～300kHzの高周波帯の用途に対して，「SCT-SWシリーズ」として
PWMインバータを開発・製品化し，IH用途のほぼ(a) 低周波数用PWMインバータ
電 力 ・電の石間
Tsutomu ISHIMA

全周波数
を新方式のPWMインバータで製品ラ
インナップ化した。
なお，2023年1月に，今回紹介する新型PWMイン
バータ(電源力率・電源効率
型PWM制御誘導加
熱インバータ)が，一般社団法人日本機械工業連合会が 定する令和4年度優秀省エネ脱炭素機器・システム表彰にて，資源エネルギー 長官賞を受賞した。（本技報のトピックス参照）
本 では，受賞対象製品となった並
振方式の「SBT-PWシリーズ」と，振方式の「SCT-SW
シリーズ」に関する4つの技術を中心に紹介する。

( ) 高周波数用PWMインバータ
PWM制御IHインバータ

1.
誘導加熱 IH(Induction Heating)は，加熱対象物を非接触で自 発熱させるためエネルギー効率が高く，
家 用電磁調理器やIHジ ー 飯器な 社会に広くするとともに，工場で使用される熱処理工程でもIHを利用する取り組みが増えている。工場では機器の容量が大きくなるため効率アップによる省エネ
効果も大きなものになる[1]。
脱炭素社会の 期実現に向けてのとなっている機器の省エネ化への取り組み，また電源環境のに向けては，電源力率や電源高調波の低 なの要求が 速に拡大している。
IH電源は周波数変 のためのインバータが必 であり，そのIHインバータは ワー半導体と ワーエ
レクトロニクス技術の発展と に，より大電力へ，
より高周波へ，より高効率へと進化している。
本 では省エネに貢献できる独自の制御技術を用したIH用高効率PWMインバータを紹介する。

2.3 PWMインバータのPWMインバータシリーズの特長を示す[3][4]。
・SBT-PWシリーズの特長
(1) 並
振
に対応
(2) 周波数0.3kHz～30kHz対応(3) 電源力率 95 ，電源効率 95 を実現(4) 大電力最大3,200kWまで対応(5) 電源入力高調波対策のための12 ルス対応
・SCT-SWシリーズの特長
(1)
振
に対応
(2) 周波数30kHz～300kHz対応(3) 電源力率 95
電源効率 95 (インバータ部出力まで)(4) 加熱立上り時間を半 (50ms以下)(5) 出力電力可変幅の最大化(最低出力0.1 )(6) 周波数が容(7)振コンデンサ内 ( 準)(8) 電源入力高調波対策のための12 ルス対応

2. 新 PWMインバータの3.
2.1 IHと周波数のな加熱用途から周波数を決める場合，ビレットヒー
タや溶解な の全体加熱は周波数を低く設定し，通常は10kHzをする。一方，部分加熱は周波数を高くする必要があり，表面焼き入れな は焼き
入れ さから最 周波数が決められ， 100kHz以上の周波数が必要となることが多い。キュリー 以上の加熱も浸透 さの関 で高い周波数が必要と
なる。
2.2
方式と
方式
IH電源は， 振コンデンサを使って 振回路を構成することで加熱コイルに高周波大電流を流している。
振方式には，並振と振の2つの方式がある。並振では，加熱コイルは 振コンデン
サに並 に接続され，振では，加熱コイルは
振コンデンサにに接続される。10kHzの低周波 域では主に並振方式が，100kHz以上の高周波 域では主に振方式が使用される。
中間帯の10kHzから100kHzについては ちらの方式も使用されている[2]。

新 インバータの4 の技術

3.1 新 PWMインバータのと4 の技術
図1にSBT-PW(並 型)，図2にSCT-SW(型)の構成と4つの技術をまとめた。

IGBT素子 用
流方式をサイリスタ式からダイ ード
式へ
独自に新 開発したPWM制御搭載
FPGAによるデジタル制御化
図1 SBT-PWのと4 の技術最新の ワー半導体(SiC）の 用
流方式をサイリスタ式からダイ ード
式へ
独自に新 開発したPWM制御搭載
FPGAによるデジタル制御化
図2

SCT-SWのと4 の技術

3.2 新 インバータ4 の技術の新の ワー 導体の 用
SCT-SWでは，インバータ回路スイッ ング素子
をシリコンからSiC(Silicon Carbide)に変 した。
これにより，大電力の高速スイッ ングが可能にな
り，PWM制御時のインバータを大幅に低 できた。図3にSiCを 用した電 型インバータ部の図内の配置を示す。

図3

図4

イ ー 式

に新 開発したPWM制御搭載
下 の 2 つを同時に高速制御する独自の PWM 制
御技術を開発した [5]。図 5 に PWM 制御搭載のインバータ
図を，図 6 に制御部での 2 つの制御について説明する。
制御 1 誘導加熱

変動にともなう 振周波数変化への周波数自動。最小 ルス幅ですることによりインバータ部に流れる高周波電流を最小限にしている。
制御 2 目 とする 振周波数でロックし ルス幅可変による出力電力制御。

S Cの 用方式をサイリスタ式 ら イ ー 式へ
ダイ ード 流により，従来のようなサイリスタを使った 用電 の制御がなくなり，大幅な力率と回路電流低 による効率向上を実現した。
図4に図内でのダイ ード 流の配置を示す。

回路

図5 PWM制御

図8サイリスタ方式との電 力

図9に，新型PWMSiC方式(ダイード 流)と当社
図9に，新型PWMSiC方式(ダイード 流)と当社製従来型IGBT(Insulated
Gate Transistor)方Bipolar Transistor)方製従来型IGBT(Insulated
Gate Bipolar
式(サイリスタ流)の電源力率の比を示す。新型式(サイリスタ流)の電源力率の比を示す。新型
PGAに PGAにるデジタル制御化を実るデジタル制御化を実SCT-SWではほぼ全出力電力
な
SCT-SWではほぼ全出力電力
で 95 での 95 なの
新開発のPWM制御では，図7の制御基に搭載しに搭載し新開発のPWM制御では，図7の制御基力率となっている。一方，従来型IGBT方式では従力率となっている。一方，従来型IGBT方式では従たFPGA(Field
Programmable
Gate Array)を使った
たFPGA(Field
Programmable
Gate Array)を使った
来のサイリスタ方式同様に力率が化している。
来のサイリスタ方式同様に力率が化している。
デジタル制御化を実現した。これにより，出力立上
デジタル制御化を実現した。これにより，出力立上
り時間が50ms以下に高速化され，出力電力可変幅
り時間が50ms以下に高速化され，出力電力可変幅
は最小 は最小
0.1 まで可能となった。
0.1 まで可能となった。
図6 PWM制御のFPGA 部分

図7

図9

PGA制御

IGBT方式との電 力の4.2 電 4.2 電の
新型PWMインバータでは出力可変
段は，イン
新型PWMインバータでは出力可変段は，インバータ部でのPWM制御になる。したがって，従来バータ部でのPWM制御になる。したがって，従来
4.1 電 4.1
力 電の 力 ののようなサイリスタを使ってAC電を制のようなサイリスタを使ってAC電の導通 の導通を制IHでは，一般的には定出力の 出力の40 から80
程
IHでは，一般的には定40 から80程
流電 を可変する必要はなくなり，コン
御して 御して流電 を可変する必要はなくなり，コン
度ので使用することが多い。
度ので使用することが多い。
バータ部はダイードのみとなる。
バータ部はダイードのみとなる。
図8に，新型PWM方式のSBT-PWインバータと従
図8に，新型PWM方式のSBT-PWインバータと従また，インバータ部は従来の電流型インバータ回
また，インバータ部は従来の電流型インバータ回
来型サイリスタ方式のインバータの出力電力に対す
来型サイリスタ方式のインバータの出力電力に対す路ではなく，電型インバータ回路を路ではなく，電型インバータ回路を用してお用しておる電源力率特性の比を示す。新型PWMでは全体る電源力率特性の比を示す。新型PWMでは全体り，従来のような大きな
流リアクトルは不要であり，従来のような大きな
流リアクトルは不要であ的に力率がしており，特に，出力が80以下で 以下で的に力率がしており，特に，出力が80り，小型の高周波バイ
スコンデンサ構成になってり，小型の高周波バイ
スコンデンサ構成になっては方式のは方式のいがに現れるため
度合いが大きいがに現れるため
度合いが大きいる。IGBTにいる。IGBTに接続する接続する止ダイ 止ダイードも不ードも不くなっている。
くなっている。
4. 電 4.
力 電
・電力 ・電の6の5. SCT-SW400インバータ
5. SCT-SW400インバータ
要である。
要である。
図10に新型PWM方式のSBT-PWインバータと従図10に新型PWM方式のSBT-PWインバータと従今回製品化したSCT-SW400について説明する。
来型サイリスタインバータの電源効率(インバータ
来型サイリスタインバータの電源効率(インバータ今回製品化したSCT-SW400について説明する。
SCT-SW400は，出力400kW，周波数30kHz～
SCT-SW400は，出力400kW，周波数30kHz～
出力電力出力電力
AC入力電力のAC入力電力の)の比 を示す。通常使)の比 を示す。通常使
300kHzであり，外300kHzであり，外は図12に示すように，長さは図12に示すように，長さ用される出力40
用される出力40
から80 から80
では， では，10 の効率アッ10 の効率アッ2,000mm，高さ1,850mm，2,000mm，高さ1,850mm，850mmとなってい850mmとなっていプとなっていることがわかる。
プとなっていることがわかる。
る。コンる。コンクト設計によりSBT-PW400と同一
クト設計によりSBT-PW400と同一
法
法
なお，図9の電源力率，図11の電源効率ともに，
なお，図9の電源力率，図11の電源効率ともに，に準化されている。
に準化されている。
新型PWM方式は周波数2kHzにおける実新型PWM方式は周波数2kHzにおける実であであ図13に示すように200kW
ニット2 ニット2で構成され，
で構成され，
り，従来型サイリスタ方式は周波数1kHz以下のり，従来型サイリスタ方式は周波数1kHz以下の 図13に示すように200kW[6][6]
出力トランスの2出力トランスの2で合成されている。200kWをで合成されている。200kWをで機関誌「工業加熱」から
で機関誌「工業加熱」から
用した 。
用した 。
準 ニット化し，それを準 ニット化し，それを数連 することで大容数連 することで大容量化しており，受電の12量化しており，受電の12ルス 様にも対応可能でルス 様にも対応可能である[7]。 ある[7]。
振コンデンサの電
振コンデンサの電に基 く周波数制御にに基 く周波数制御により，誘導加熱特有のより，誘導加熱特有の変動に 変動にう 振周波数変う 振周波数変化に対し，精度よく周波数自動化に対し，精度よく周波数自動を うことが出を うことが出[8][8]来る 。 来る 。

図10

サイリスタ方式との電図11に，新型PWMSiC方式(ダイ
図11に，新型PWMSiC方式(ダイード 流)と当ード 流)と当社製従来型IGBT方式(サイリスタ社製従来型IGBT方式(サイリスタ流)の電源効率の流)の電源効率の比 を示す。
比 を示す。

図12 SCT-SW400外（ さ2 000，高さ1 850，

図11

IGBT方式との電850）

体内部の熱解体内部の熱解も実施している。図14に，も実施している。図14に，
体
体内部における熱解
内部における熱解の 果を示す。ダイの 果を示す。ダイ
ードモ ードモ
ジュール，SiCインバータ等を60ジュール，SiCインバータ等を60とし，その他はとし，その他は発熱量が最大となる
発熱量が最大となる
を設定し解
を設定し解
を った。
を った。
PLC等の耐熱性の低い部品は55
PLC等の耐熱性の低い部品は55以下となる必要が以下となる必要が
あるが，解
あるが，解
の 果 の
体内温度が温度
果 体内温度が温度
様を たし
様を たし
ていることを確ていることを確
している。
している。

両方式ともに両方式ともに振方式であり振方式であり振コンデンサ振コンデンサは 体に内は 体に内されている。
されている。
周波数30kHzの周波数30kHzのでインバータ部出力電力/AC
でインバータ部出力電力/AC
入力電力の
入力電力の
で効率を表示している。
で効率を表示している。
グラフより，新型SCT-SWではグラフより，新型SCT-SWではは めて小さは めて小さく効率は97
く効率は97以上となっている。一方，従来型以上となっている。一方，従来型
IGBT方式では効率が3IGBT方式では効率が3程度 化程度向にあることが化 向にあることがわかる。わかる。

7

図13 SCT-SW400

ロック図[5] 特 第6959432 “インバータ装置およインバータ装置の制御方法”[6]
田“高周波誘導 における新しい1電源
2転方式“ ワーシ ア””
機関 工業加熱Vol.34，No.4[7] 特 第4134059 “電源装置”[8] 特 第6832402 “インバータ装置およインバータ装置の制御方法”
図14 SCT-SW400

熱6.
今回，IH用新型PWMインバータの製品ライン
ナップに 用した4つの新技術を中心に紹介した。
今後もIH装置の技術革新への取り組みを継続し，さらなる工場の省エネ化を実現し，な対応が求められている脱炭素社会の実現に貢献していく
である。
参考文献
[1] 石間 “省エネに貢献するIH用新型PWM
インバータの製品ラインナップ”
機関誌エレクトロヒートNo.245 ,2022[2] 石間 “省エネに貢献するIH用新型PWM
PWMインバータの開発・製品化”
機関誌エレクトロヒートNo.236 ,2021[3] 田内 “ 世代半導体SiCを用いたIHインバー
タの開発の取組み”,
島田理化技報,No.26,2018[4] 守上， 田，浜田，永月 “PWM制御大電力
誘導加熱インバータの開発”,
島田理化技報,No.27,2021

生産本部
ワエレシステム技術部

生産本部
ワエレ技術

の

icro ave products that support our lives
利Toshimasa

1.
当社の前身は昭和初期に日本海 が，後に ー
ル物理学賞を受賞する 永振一らをし，設立したマイクロ波に関する研究 である。
マイクロ波とは電磁波の1つで，波長や周波数によって特 やその用途が図1のように なる。

TA AHASHI

その特性を生かし，車載レーダ，金属 知機に代わるセキュリティ， 車のワンマン化やホーム管理
な へも利用分野が広がっている。
当社は創業以来培ってきたマイクロ波・ミリ波技術を進化発展させ，無線通信やレーダな の社会イ
ンフラ機器から，人工衛星や放射線機器用コンポー
ネントまで新たな製品を 給し続けてきた。
本 では，米国を初め各国で打ち上げが しい通信衛星に向けた関連機器等について，これらの市場動向や技術動向を まえて開発した最新の当社製品について紹介する。
2.

図1 周波数帯 との主な用途と電波の1

生活の身近なところでは電子レンジ，これはマイクロ波を加熱用途として利用している。また，携帯電話，無線LANや衛星放送な は通信用途として利用している事例である。他にも，マイクロ波の 進性を活用したシステムとして気象レーダや船舶用レーダ等にも幅広く利用されている。
なお，マイクロ波は，図2に示すようにその周波数帯によっていくつかの種類に分類される。

Q-Ba

LNBの開発衛星通信は，1964 年に設立された国 電気通信衛星機構（INTELSAT）により 業衛星通信が開始された。1980年代には超小型衛星通信地球局 VSAT
（Very Small Aperture Terminal）システムが 場
し，1m前後の小アンテナを持つ小型化された
ーザ端 により多数の地 の ーザを 容できる
ネットワークが構築されることとなった。
近年では，地球表面から2000km以下の軌道を周回している低軌道衛星を多数連携・同調させる衛星
コンステレーション化を図り， えず地球全 をうことで，途 れずカバーの広い衛星通信を可能にしているが， なるひっ迫する電波資源への対策として地上との通信周波数には広い帯域が確 できるQ帯が国 電気通信連合（IT ）で周波数割り
当てされており，衛星通信においてもQ帯の活用が期待されている 3 。
これまで培ってきたミリ波技術を活用し，RF周
波数37.5GHz～42.5GHz，帯域幅5GHzで6バンド対応，雑音指数 2.5dB typ，の広帯域低雑音Q-Band
LNB（図3）を開発した。

図2 マイクロ波の周波数帯域の例 2

近年では，ミリ波帯と ばれる周波数30～300GHz
においてデータの大容量化が可能であり，電波の進性が高いことからをている。
図3 Q-Ba

LNB外3. Q-Ba

広帯域 イ レータ
サーキュレータの開発

a帯BGA

アイ レータサーキュレータはマイクロ波
送に不可 な部品であり，アンテナから入った電波をスムーズに回路に送りとともに， 常反射をこした電波は体にさせ，熱としてさせる。
先の広帯域低雑音Q-Band LNBを実現するためのアイ レータを開発した。
Q-Bandでは37.5～42.5GHzの帯域が割り当てられている。LNBに入力される信 が のでも安定した性能を るにはアイ レータを取り付ける必要があるが，従来のミリ波帯におけるアイ レータは
通 周波数帯域が く，また信 がアイ レータを通 する に発生する電力が大きい。今回，比帯域が10 以上と広帯域で低を実現した広帯域
アイ レータ（図4）を紹介する。

4. マイクロ波コンポー ントの3

リティン と3Dプリンタによる造形が ームとなり，樹脂製
であれば10 円程度のプリンターがされ に知度が向上した。金属の3Dプリンタも進歩し，従来 作業で製造していたマイクロ波コンポーネント（ロータリージョイント
サーキュレータ：図6）へも応用， 雑な形状や 細な構造を一体で実現するという解決に挑んだ。

ロータリージョイント

図6 3

リンタで

サーキュレータ

した外

5.

図4 Q-Baイ レータ外また，リフロー実装することが可能なBGA（Ball
Grid Array）タイプの a帯サーキュレータ（図5）を開発した。

図5

a帯BGAサーキュレータ外

a帯とは26-40 GHzまでの周波数帯域を示し，第5世代移動体通信システム，ローカル5G並 に衛星通信システムな 利用 域は広がりを見せ，それらの機器への利用が期待される。
当社が製造したBGAサーキュレータは，従来のマイクロストリップライン型やドロップイン型と比べ小型化（当社比）を実現した。また，表面実装部品
としてリフロー実装が可能なため，生産コストのに貢献している 4 。

以上，当社の最新のマイクロ波・ミリ波製品の概要を紹介した。今後もタイムリーに 要を取 んだ
製品を拡充しつつ，足度向上を目指した小型高性能製品を開発し，インフラの高度化に貢献
していく。
参考文献
[1]

省,電波利用ホームページ
周波数帯ごとの主な用途と電波の特[2] 国立,周波数資源ホームページ
電波とを継続するために知っておきたい用 集[3] 電子 報通信学会,知ース知 の森
ホームページ5 7 衛星通信
[4] 島田理化技報 No.27（2021）“
インフラに貢献するマイクロ波新製品”

事業本部 電子 業部

6Development of守
Mamoru SAT- and

ide and lo

日下Hiroshi

- and
noise

北上
SA A

第5世代移動通信システム（5G）を始めとした高速大容量で超低遅延な通信が始まり，IoTによる人・モ の動き，社会基盤の変革が期待されている。IoTの進展には地球上のあら る場 で「いつでも， こでもつながる」ことが めて重要であり，デジタルデバイドの解 や航空機，船舶な 移動体との通信には衛星通信が かせない。特に低軌
道衛星は比 的地球から近いを周回する軌道をき，低遅延と低な の 送上の特長があるた
め， に多く打ち上げられている。
低軌道衛星通信の利用周波数は a帯が先 するが，ひっ迫する電波資源への対策として地上との通eiichi

- and

一

の開発
田

ITAGAMI史

Atsushi I EDA

信周波数には広い帯域が確 できるQ帯が国 電気通信連合（IT ）で周波数割り当てされており，衛星通信においてもQ帯の活用が期待されている 1 。
当社は，衛星通信におけるVSAT（超小型地球局）用のLNBを事業の一つとしており，これまでC
帯，X帯， u帯， a帯のLNBを開発，製造，してきた。低軌道衛星による衛星コンステレーショ
ン時代を えるなか，当社のLNB事業はQ帯LNBの開発に着 し，RF周波数37.5GHz～42.5GHz，帯域
幅5GHzで6バンド対応，雑音指数(以下，Noise
Figure) 2.5dB typ.の広帯域低雑音Q-Band LNBを開
発した。

VSAT

Ear

A e

衛星コンステレーション

IT に るQ帯周波数配置とサー ス

a

LNB

Ter

I er ea Mo e衛星通信 ットワーク

1.
VSATシステムにおける地球局はアンテナ,送受信モジュールなら にネットワーク接続機能を有した
Terminal/Modem等で構成され，通信インフラのっていないエリアとの通信を可能にし，地上・海
上 わず，移動車両，航空機な 世界中で幅広く利用されている 2 。
加えて高速大容量通信な 多様なサービスをするために低軌道衛星による様々な衛星コンステレー
ションシステムが計画されており，地上との通信周
波数には広い帯域が確 できるQ帯の活用が期待されている。
当社は，VSAT地球局用送受信モジュールを構成するQ-Band LNBの開発に着 し， 作機を開発した。他社をする広帯域かつ低雑音な特性を実現するために，まずはキーとなる主要 ー の要素技術開発を実施し，その技術を取り んで製品開発を実施した。RF周波数37.5GHz～42.5GHzで6バンドに対応し，Noise Figure 2.5dB typ.の広帯域かつ低雑音なQ-Band LNBは様々なエリアやサービスに対応可能であり，インフラ 備を効率化し，デジタルデバイドの解 とIoTの発展に貢献することができる。
本 では，Q-Band LNBの要素技術開発，製品構成,主要性能，と対策，今後の計画について紹介
する。
2.

技術開発

2.1 広帯域 イ レータ
従来品より広帯域かつ低の導波管アイ レータを開発した。詳細については，後 の特集「ミリ波帯超広帯域アイ レータの開発」で紹介する。本 では，以降WG-IS と す。
2.2 導波管 マイクロストリッ ライン
図1に導波管 マイクロストリップライン変（以下WG/MSLと す）の解 モデルを，図2にリターンロスと 入の評価 果を示す。
図1の解 モデルはが導波管（WG）で他方がマイクロストリップライン（MSL）であるが，この形 では評価する時にができないため，図2の評価においては両 を導波管インターフ ースで実施している。リターンロス， 入
ともに計と 定 はよく一致しており，な 果が られた。

図1

デル

図2 リターンロスと（と）2.3 MCM（M -C -Mo e）
Q帯で使用できるIC （Integrated Circuit）は アップが主流であるため，耐環境性，信 性を確するためッケージに入れる必要がある（MCM）。この ッケージ実装は自社で い，容にできない構造としている。
図3にMCMの評価方法を示す。MCM 体を基準面にして評価することは難しいため，導波管イン
ターフ ースで 定する基 と 具を製作し，その定 から不要な ラメータを（de-embed）
してMCMのみのデータを 出した。図4にMCMのNoise FigureとGainの評価 果を示す。周波数帯域
37.5GHz～42.5GHz（帯域幅5GHz）において，Noise
Figure 1.9dB以下，Gain 27.5dB以上のな性能を成することができた。

6

図3 MCM

図6 リターンロス（

方

）

3.1
図7にQ-Band LNBの ロックダイヤグラムを示す。2 で要素開発した技術を取り み，製品開発を実施した。RF周波数37.5GHz～42.5GHzはIT に

図4 MCMの雑音 数とGa （）

図 5 は MCM を基 に実装する の 合回路の解モデルを，図 6 は解果のリターンロスを示す。
ッケージ内部は理想的な 50 ラインとして計しており，帯域でのリターンロスは 20dB 以上を確している。

よるQ帯周波数配置の6バンドに対応し，様々なエリアやサービスに対応可能である。
本LNBの構成は，周波数変 を2回 うダ ルコ
ンバージョン方式である。RF周波数（37.5GHz～
42.5GHz）を1回の周波数変 でIF周波数（1.0GHz～
3.5GHz）にするよりも，1段目のミクサ（MIX1）によって高い周波数（8.7GHz～13.7GHz）に変 する
ことにより，イメージ（15.1GHz～20.1GHz）を容 にすることが可能となり，RFフィルタ（RF-BPF）なしでも優れた特性を実現することができる。実 には，増幅器（MCM）の雑音成
分がMIX1に入力されるとNoise Figureが 化するため，MIX1の入力にはイメージ
をする
RF-BPFを配置している。かつ，送信帯域（47.2GHz～51.4GHz）の れ みによる特性 化や不要波のも考 して，このRF-BPFは送信帯域もするな導波管型としている(
量65dB以上)。
1段目のMIX1によって変 した周波数は帯域幅5GHzであるが，帯域幅が広く2段目のミクサ（MIX2）によってIF周波数に変 する に帯域内に発生する不要波をできないため，周波数はLow-BANDとHigh-BANDに2分割し，帯域幅は半分の2.5GHzで り える方式としている。この りえはRFスイッ （RF-SW）とL CAL周波数（L 2）の設定により可能であり，ピア スイッ
により機械的に う。

図5

回路の

デル

図7

ロック イヤ ラム

3.2 主
表 1 に Q-Band LNB の主要性能を示す。図 8 に
Low-BAND の Noise Figure およverall Gain の
定 を，図 9 に High-BAND の Noise Figure およverall Gain の 定 を示す。 軸は RF 周波数で 載しているが，Low-BAND，High-BAND ともに IF 周波数では 1.0GHz ～ 3.5GHz に 当する。
Noise Figure は Low-BAND で 2.3dB，High-BAND
で 2.4dB（いずれも帯域内ので 出），verall Gain は Low-BAND で 60dB ～ 63dB，
High-BAND で 59dB ～ 62dB の 果を ることができた。
また，入力部の WG-IS により，入力 VSWR は
1.2 以下を 成している。
図 10 に Q-Band LNB の外 図を示す。
表1 Q-Ba

LNBの主

R

re

e

GHz

Lo -BAN

H

L

re

e

GHz

37.5 o 40.0

40.0 o 42.5

I

re

e

GHz

28.8(L 1) 7.7(L 2)

28.8(L 1) 10.2(L 2)

No e

re

era Ga
I

B

25

B

P1 B

P a e No e.

I o a or (2.8

55 o 65 ( SA Ga

B

1.5

a .

B Hz

E er a Re ere

I o a or

10

.

1kHz

a .

-82

10kHz

a .

-92

100kHz

a .

-102

1MHz

a .

e MHz

100
15 o 24

o

W

a .)

S e 0.5 B)-72

C Vo a e V
Po er Co-BAN

1.0 o 3.5
2.5

VSWR

図8 No ereお
era Ga（Lo -BAN ）

11

S ze

W75 H45

We

a

.
200

ro . 980

図9 No ereお
era Ga（H -BAN ）6

成を てカナダの rbital Research Ltd. と 同で実施しました。ご，ご 力に感 の を表します。
参考文献

図10 Q-Ba

LNB外 図3.3と今回の開発 作機においては，な RF 性能を成することができたが，Gain の周波数特性（リップル）がであった。 合回路の最 化によりリップル対策を実施したが，LNB 合では 雑な回路構成により発生するリップルが大きいため，図 8 およ 図 9 の verall Gain で示すようにリップルがっている（波打っている）。 なるに向けて回路構成の 素化を図る計画である。
一方，MCM 体では，図 4 の Gain で示すように周波数は 40GHz 帯と高く，帯域幅も 5GHz と広いが， 合回路に加えて実装時の GND 配線を配することでリップルを実現している。
4.

の今回の開発 作機の 果を まえて，量産に向けて回路構成の 素化を図り，小型化，低電力化も含めたを実施し，継続して開発を う計画である。
5.
本 では，Q-Band LNB 作機の開発内容と今後の計画について紹介した。RF フロントエンドにおける主要 ー の要素技術開発は重要なタスクであり，確実な成果を ることで世界最高水準の低雑音特性を 成した。
Q 帯は今後 要が高まると予想されており，に量産化できるよう開発を進めていく。
6.
本製品開発は，NED （国立研究開発法人 新エ
ネルギー・産業技術 合開発機構）の国 研究開発
コフ ンド事業「低軌道衛星通信分野に
Q-BAND LNB を活用する研究開発」として，事業

1 “低軌道衛星通信における Q-Band LNB の研究
開発”，島田理化技報，No.27(2021)
2
野
， 原
，
， 本 和広，“C-Band LNB の製品メニュー拡大”，島田理
化技報，No.27(2021)

生産本部
電子システム技術部

生産本部
電子システム技術部

生産本部
電子システム技術部

生産本部
電子システム技術部

史Development of

ide

and

生
Toshiharu I

illimeter-ave

aveguide solator

田MA

Akira TA

当社は，VSAT（Very Small Aperture Terminal）衛星通信用地球局のLNB（Low Noise Blockdown converter）を事業の一つとしており，これまでC帯，X帯， u帯， a帯のLNBを開発，製造，してきた。低軌道衛星によるメガコンステレー
ション時代を えるなかで当社では a帯に続くQ帯に 合したLNBの開発に着 した。低軌道衛星通信の利用周波数帯は a帯が先 するが， 迫する電波資源への対策としてQ帯が国 電気通信連合（IT ）で割り当てられており，この帯域で高速大容量な ロードバンド通信の実現が大いに期待され低した イ レータの外

6

の開発

衛星

浅利
E

Satoshi ASARIている。北米市場のQ帯では37.5～42.5GHzの帯域が割り当てられている。LNBに入力される信 が のでも安定した性能を るにはアイ レータを取り付ける必要があるが，従来のミリ波帯におけるアイ レータは，使用出来る通 周波数帯域が く，
また信 がアイ レータを通 する に発生する電力が大きい。そのため，比帯域が10 以上と広帯域で低を実現するアイ レータを開発した。

コンステレーション

Q-Ba

LNB外 図1. はじめに一般的なアイ レータは，図1.1に示すように3ポートサーキュレータの端子 から入った電波を低で端子 へするが，端子 から入った電波
は のダミーロードでされて，端子 へされない。このように決まった方向にのみ 送され，方向には 送しないという非可 性を有する。このような特性を持つアイ レータは増幅器のインピーダンス 合，合成器の 変調 止な 反射波によるをするために使用される。
本
では導波管3ポートサーキュレータを用いた
ミリ波帯の超広帯域導波管アイ レータの開発 果を報 する。

図2.1 3ポートサーキュレータ

図2.2

図1.1

イ レータ

2. 広帯域 イ レータの2.1 導波管3ポートサーキュレータの3ポートサーキュレータは図2.1に示すように，3つの導波管を120 の 度を持たせて接合し，接合部の中心にフ ライトと ばれる磁性体を配置，これに導波管の外部より磁石で 流磁界を 加する構造になっている。図2.2に円 波透磁率（， -）の磁界による透磁率の変化のグラフを示す。図2.1のように導波管の外部より 流磁界を加え，フ ライトに高周波磁界を加えると 流磁場方向を軸として回転する力を受け，動が こる。
動の回転方向は 流磁界の向きに対して ネジの関 に有り，
動と同じ回転方向の高周波磁界の場合はの円 波， の回転方向の場合は の円 波という。また， の円 波に対する透磁率を， の円 波に対する透磁率を -と。図2.2に示すよ
うに の円 波およの円 波に対して なった
透磁率を持つことが分かる。この特性を利用することで，サーキュレータのような非可 装置が可能に
なる。

に る

波

の 化

2.2 導波管サーキュレータの広帯域化
一般的に，マイクロ波帯（3～30GHz）の導波管3ポートサーキュレータにおける帯域幅は10～15 と比 的広く設計されている物もあるが，ミリ波帯（30GHz～）の導波管3ポートサーキュレータの帯
域幅は10 以下と く，また 入が大きいがあった。そのためミリ波帯で広帯域で低なサーキュレータの開発が必要となっている。
図2.3に導波管の中にフ ライトとフ ライトがそれ れ1 になる最も的な構造の導波管
サーキュレータの構造を示す。この場合，図2.6の性の特性例に示すように反射量のピークが一つとなり，帯域幅が 10 となることが分かる。図2.4に広帯域化のため，フ ライトとフ ライト
がそれ れ2 になるようなサーキュレータの構造を示す。この場合，図2.6の性の特性例に示すよ
うに反射量のピークが つとなり，帯域幅が18 となることが分かる。さらに広帯域にするには，サーキュレータに図2.5に示すように並振回路を付加することで，性の特性になることが知られている。この場合，図2.6の性の特性例に示すように反射量のピークが つとなり，帯域幅は 25 程度と広帯域になることが分かる。

7

図2.3

のサーキュレータ

例

図2.4のサーキュレータ例

2.3 導波管サーキュレータの広帯域
2.2 に 載した性のサーキュレータを設計する。設計 様を表2.1に示す。目 とする周波数は37.5～42.5GHzとして，比帯域は中心周波数
o 40GHzの12.5 とした。反射量およ アイ
レーションは20dB以上とし， 入は0.3dB以下を目 として設計した。設計はフ ライト，フ ラ
イトを各2 用いて，フ ライト
周りに振回路を接続し，性の特性として電磁界解 に
より最 化を った。設計した 果を図2.7に，計モデルを図2.8に示す。図2.7から分かるように特性になっており，反射量の20dB帯域幅が34～44GHzの 10GHzで比帯域で25 と広帯域に設計が出来ている事が分かる。

項

表2.1

と

目

目

波

アイ

図2.5 外加回路に る

レー

7.5

42.5

B

0.

0.25

B

25

25

ン B

24

24

回路例

図2.7 広帯域サーキュレータ

図2.6 サーキュレータの 帯域例
図2.8

デル図

2.4
ミーロー
ダミーロードはサーキュレータをアイ レータにする ，サーキュレータの 1 端子を 端する部品となる。ダミーロードの体はエコ ー を用いて電磁界解 により反射
量が 30dB 以上になるよ
うな形状を 種類か設計・ 作し，性能の い形状を 用した。 作したダミーロードの性能を図 2.9
に示す。

表3.1
項

と実

目

実

波

アイ

レー

7.5

42.5

B

0.25

0.21

B

25

2

ン B

24

25

4.

図2.9

今回，ミリ波帯広帯域アイ レータの開発内容を紹介した。従来はミリ波帯で比帯域 10 以上の広帯域の製品は無かった。今回の開発で外部付加回路による広帯域化に取り組み，これが実現した。当社
では Q 帯以外にも様々な周波数帯のアイ レータの市場 入を 時 っている。
アイ レータ，サーキュレータ等のマイクロ波立体回路技術は， 送線路中の反射波の，インピー
ダンス 合，発振機な の安定動作に不可 である。
今後も当社のコア技術として市場の変化に対応した製品開発を進めていく。

ミーロー の3.

5.

図 3.1 に設計 と実の S ラメータを，表 3.1に設計 と実を示す。設計した帯域幅 37.5 ～42.5GHz において， 入は設計 0.25dB に対して 0.21dB，反射量は 25dB に対して 23dB，
アイ レーションは 24dB に対して 25dB となった。
また，反射量の 20dB 帯域幅は設計 の10GHz に対して 9GHz となり，比帯域 20 の広帯域なアイ レータが 成した。

本製品開発は，NED の国 研究開発 コフ ン
ド事業「低軌道衛星通信分野に Q-BAND LNB を活用する研究開発」として，事業 成を て実施しま
した。ご，ご 力に感 の を表します。

参考文献
1
2
3

4

5

図3.1

と実

の

小
，
“実用マイクロ波技術”（2001）
本，“マイクロ波フ ライトとその応用技術”（1997）
田島 人， 本 一，萩原
，浅利 “金属 3D プリンタによる X 帯導波管サーキュレー
タの 作評価”電子 報通信学会
集（2022）
北上 一，
，鈴
，田
，浅利
“表面実装（BGA）型 a 帯サーキュレータの評価”電子 報通信学会
集（2022）
北上 一，，田“BGA サーキュレー
タの量産開発”島田理化技報 No.27，PP31-36（2021）

生産本部
電子システム技術部

生

生産本部
電子システム技術部

生産本部
電子システム技術部

a

for
北上

eiichiDevelopment ofpplication to ocal

一

ITAGAMI

の開発

a- and all rid rray irculator
and atellite ommunication odules
田ei SAT H

Akira TA

浅利

E

Satoshi ASARI

国内では2020年に第5世代移動体通信システム（5G）のサービスが開始され，同時に5Gにおける本 で紹介するBGA（Ball Grid Array）サーキュ

衛星通信の役割についても注目されている。

でレータは，キ リアを有しないマイクロストリップは官ライン型である。従来のマイクロストリップライン

3GPP（Third Generation Partnership Pro ect）等に型やドロップイン型の実装には，実装基おいて5Gの 準化でも衛星との接続がとリボ

同プロジ クトが活動を活発化しており，されてい

ンボンディングする必要があるが，本サーキュレー

る。そのような中，当社ではローカル5Gや衛星通信

タは他の部品とともにリフロー実装することが可能

用モジュールへのであり，組立てコストのキュレータの開発を進め，製品が可能となる。さらに，BGA化することにより，サーキュレータを構成用を目指して a帯のBGAサーを目 に活動している。

するフ ライト基 の 面を使用することが可能となるため，モジュール等の小型化も実現できる。

用 ：IT -R M.2460-0
a帯BGAサーキュレータの 用

分 の例

1. はじめに1
1
2. サーキュレータ
2. サーキュレータ

サーキュレータは，入力信 と出力信 を分 2.1
す BGAサーキュレータに
2.1 BGAサーキュレータにることができるデバイスであり，例えば，無線機の本 で紹介するサーキュレータは，リボンやワイ
本 で紹介するサーキュレータは，リボンやワイ
送受信機において，送受 用アンテナの実現に用いヤーで接続する一般的なマイクロストリップ型サーヤーで接続する一般的なマイクロストリップ型サーられている。従来のマイクロストリップライン型やキュレータとはキュレータとはなり，キなり，キ
リアを有しておらず，リアを有しておらず，
ドロップイン型のサーキュレータ/アイ

レータ面にはんだボールが面にはんだボールが子状に並べられている特長
子状に並べられている特長

は，はんだ付けや接着，または じで固定した後にがある（図2）。これをBGA構造という。フがある（図2）。これをBGA構造という。フライ

ライ

金属リボン等で実装基 の線路と接続する必要があ
ト基 の表面にあるマイクロストリップラインはス
ト基 の表面にあるマイクロストリップラインはスる。一方で，本 で紹介する開発品（図1，図2）はルーホールを介してルーホールを介して面の ターンにつながってい
面の ターンにつながってい
リフロー実装することで 実装基 の線路と接続する。 にる。
面のに ターンは，はんだボールへ接続さ面の ターンは，はんだボールへ接続さることができる。そのため，他の ップ部品と同時れる。そのため，れる。そのため，実装基 実装基にサーキュレータをリにサーキュレータをリ実装することが可能となり，組立て作業において非フロー実装すればサーキュレータの各端子とフロー実装すればサーキュレータの各端子と実装
実装
常に大きなコストメリットを ることができる。 基 の回路が接続され，金属リボンによる接続が不基 の回路が接続され，金属リボンによる接続が不22
当社では，リフロー実装可能なX帯BGAサーキュ
要になる要になる。ただし，アンダーフィルの種類やそ。ただし，アンダーフィルの種類やそレータの量産化を実現している。その経験を活かしの使用有無，の使用有無，
実装基 実装基におけるBGAサーキュレー
におけるBGAサーキュレーて現在は a帯BGAサーキュレータの開発をおこ
タが接続される回路（ランドタが接続される回路（ランドターン等）のターン等）のをなっている。本

をでは a帯BGAサーキュレータの受けるため注受けるため注が必要である。
が必要である。

開発概要，評価器の設計と実 の比 ，の展 等について述べる。

や今後
33
3. 当社にお3. 当社におる a帯BGAサーキュレータの開発
る a帯BGAサーキュレータの開発

3.1 開発3.1 開発
当社では，当社では，
電機（ 電機（） と ）同開発したX帯と 同開発したX帯
BGAサーキュレータの量産化を実現している。そのBGAサーキュレータの量産化を実現している。その設計・製造技術を集設計・製造技術を集し，ラインナップ拡充を目的
し，ラインナップ拡充を目的として新として新周波数帯の開発をおこなっている。そし周波数帯の開発をおこなっている。そして，技術的に難て，技術的に難度が高い度が高い
a帯の開発を進めるこ
a帯の開発を進めることで，その他周波数帯への製品化に向けた設計能力とで，その他周波数帯への製品化に向けた設計能力と生産能力をと生産能力をすることを目することを目として開発を進めとして開発を進めている。ている。
図1

a帯BGAサーキュレータの外

3.2

a帯BGAサーキュレータの3.2
a帯BGAサーキュレータのa帯BGAサーキュレータはX帯と同じでa帯BGAサーキュレータはX帯と同じでーク， ーク，磁石，スペーサ，フ磁石，スペーサ，フライト基ライト基
，
はんだボー
，
はんだボー
ルから構成されている。図3に分解
ルから構成されている。図3に分解
図を示す。
図を示す。
フ ライトとスペーサの間，スペーサと磁石の間，
フ ライトとスペーサの間，スペーサと磁石の間，
磁石と 磁石とークの間は，各々接着
ークの間は，各々接着で固定されていで固定されている。

ークを取り付けていることでる。 ークを取り付けていることで
磁性能を上
磁性能を上

げ，外部へ
げ，外部へ
れ出る磁場を小さくしている。それにれ出る磁場を小さくしている。それにより，周より，周
部品への磁場の部品への磁場のを えることができを えることができている。また，ている。また，ークの使用には，フークの使用には，フライト基ライト基へ加される磁場を強くするへ 加される磁場を強くする
きもきもている。ている。

ークの最外
ークの最外
は，性能的なは，性能的なからは，図3のサからは，図3のサ
図2

a帯BGAサーキュレータのイズよりも小さくすることが可能である。しかし，
イズよりも小さくすることが可能である。しかし，

表1 開発表1 開発

組立て上の制
組立て上の制で大きくしなくてはならない理で大きくしなくてはならない理ががあり， あり，ークの小型化については今後のークの小型化については今後の
の1つ

の1つ

項

としている。
としている。

目

性能

波

2

0

15 B
アイ

レー

ン

15 B
1 B

図4
図3 分 図3 分
図
3.3

図4

図

a帯BGAサーキュレータのR
3.3
a帯BGAサーキュレータのR

現在開発中の
現在開発中の
a 帯 BGAa サーキュレータ（図帯 BGA サーキュレータ（図1）1）の主要性能について，目の主要性能について，目
性能と 性能と作機の RF
作機の特性 RF 特性の代表例を紹介する。目の代表例を紹介する。目
性能を表性能を表
1 に，反射1 に，反射特性を図特性を図
4 に，アイ
4 に，アイ
レーション特性を図
レーション特性を図
5 に，通5 に，通特性を図特性を図6 に示す。非常に広帯域にサーキュ6 に示す。非常に広帯域にサーキュ
レータ動作をしているが，通レータ動作をしているが，通の実の実が大き が大きいため実用的ではないと考えている。
いため実用的ではないと考えている。
入
の開
入

の開

図5

イ
図5 レーション
イ レーション

発目 性能は発目 1性能はdB 以下であり，
1 dB 以下であり，
成に向けて
成に向けて
設計をおこなっていく。また，周波数設計をおこなっていく。また，周波数に関してに関しても，より高い周波数（最低でもも，より高い周波数（最低でも31 GHz）をカバー
31 GHz）をカバー
できるよう
できるよう
せておこなっていく。
せておこなっていく。
ここで，図
ここで，図
4 ～図 6 には実
4 ～図 6 には実果と解 果と解果を重 果を重合わせたものを示している。低域
合わせたものを示している。低域の RF 特性はの RF 特性は
解 と実解 とで比と実 とで比的一致しているが，高域的一致しているが，高域
は実は実の方が の方が帯域になっていることが確帯域になっていることが確
できる。こ
できる。こ
の

は決して無
の
は決して無
することができないレ
することができないレ
ルのも ルのものであり，性能をのであり，性能を
する上で原
する上で原
を特定する必要を特定する必要がある。がある。

図6 通 図6 通

3.4 バックシミュレーションに
3.4 バックシミュレーションにるる
3.3 で 載した設計と実3.3 で 載した設計と実のについて，電磁のについて，電磁界解 によるバックシミュレーションを実施したと4. 開発 の 立 方 のころ，フ ライトの誘電率が関 していることが分かった。フ ライトの誘電率を変化させた場合の解果を図 7 に示す。図 7 では明確に が現れている通

特性のみを示しているが，反射

特性

4.1

a帯BGAサーキュレータの 立 方

BGA サーキュレータの組立ては，各部品を接着で積み上げる。部品の接着は， 置精度が RF 性能

やアイ レーション特性にも同様の 向を確 できにている。この 向は，誘電率が高いほ 帯域が ま接着する必要がある。従来の X 帯 BGA サーキュレー

る方向に変化する が 通している。

タは，設計要求の 置精度を 足するため 用 具

バックシミュレーションの 付けとして，同一ロットのフ ライトの物性定を実施した。そのを ぼすため，設計で定められた 置精度でを使った 動での組立て，およ 自動機により組立てている。 ちらも年間 10,000以上の生産が可能

果，概 期待通りの 果を ることができ，バッであり量産体制を確立している [1]。一方， a 帯

クシミュレーションの 当性を確 することができ

BGA サーキュレータの部品が小型化しているため，た。フ ライトの比誘電率の 定 果を図 に示す。

従来と同じ組立てができない。 用 具を使い 動

なお，図 8 の 々に見られるス イクは 定エラー

により組立てたが，工程が増えてしまい生産性が低に るものである。カタログに 載されているフい。生産性向上をライトの比誘電率は 12.5 だが，その は 9.4 GHz でんでいる。

とし，自動機の 用に取り組の 定 であると注 で われており， a 帯における誘電率は不透明だった。今回の評価器の 果と物性 のを考 した上で， の 作機開発に取り組んでいる。

4.2 は

ールの搭載

BGA サーキュレータはフ

ライト基

の実装用

ランドにはんだボールを接合するため，フラックスの，はんだボールの搭載，リフローによる接合の工程から成る。
a 帯 BGA サーキュレータのはんだボールは，
RF 性能へのを えるため

0.3 mm のものを搭載している。X 帯 BGA サーキュレータは , はんだボール搭載具を使い0.5 mm のはんだ

ボールを搭載している。 a 帯は , はんだボールが小さいため自動機ではんだボールを搭載した。フラックス

からはんだボール搭載までを自動機による作業とするため，最
図7

誘電 の

（通

）

なフラックス

用

ズル，

はんだボール 着 ズルを 定した。はんだボール
を ズルで 着している状 を図 9 に，はんだボール搭載後のフ

ライト基を図 10 に示す。はんだボール 着 ズルは，はんだボール 1

を 着する

ため搭載時間がかかる。搭載時間短をはんだボール一

着 ズルの 用，はんだボール

搭載 具の小ボール対応に取り組んでいる。

図8

誘電 の周波数とし，

6.
今後，社会のデジタル化をえるための ICT イ

ンフラの高度化・強靭化が一 進められると考えられる。また，宇宙の通信技術の多面的発展や先端的な地上の通信技術との 調等が目指されていることからも，5G 関連事業はに進んでいくと考えられる。市場の変化にタイムリーに対応していき，製品開発を進めていくと にインフラの高度化に貢献していくことを目指す。
図9 は

ールの
参考文献
[1]

北上

一，

，田

，
“BGA サーキュ

レータの量産開発”, 島田理化技報，No.27(2021)
[2]

石

秀 ，北上

鈴

，浅利

一，

，島

，

，
“表面実装型サーキュレー

タの 作評価”, 2016 年 サイエティ大会
C-2-63
[3]

北上

一，

，鈴

，田

浅利

，
“表面実装（BGA）型，

a 帯サーキュレータの 作評価”, 2022 年 サイエティ大会
C-2-19
図10 はール搭載 のライト（リ ロー ）

5. 技術

と

の展

生産本部
電子システム技術部

作開発品の基 の みは 0.2 mm と非常に薄くなっており，外注業者の高い加工能力が必要である。
今後，外注業者にて出しが われていく中，を に進め，歩 まり向上につなげる必要がある。

生産本部
生産管理部

BGA タイプのサーキュレータは製品ラインナッ
プや生産数が増える見 みである。品種により，製品形状，はんだボールの大きさ等が なるため，工程を変 し最 工程とする必要がある。製品 様に

生産本部
電子システム技術部合った最 工程とするため，新たな工法に取り組必要がある。

生産本部
電子システム技術部

D Printing and Performance
本の D

valuation of一unichi NEM T

icro aveとomponents

百地
Toshiya M M

I(1)ロータリージョイント（以下“R/(1)ロータリージョイント（以下“R/”）は，回転”）は，回転する ニット間で信する ニット間で信やエネルギーをやエネルギーをするためするため
マイクロ波コンポーネントは，高周波を利用したマイクロ波コンポーネントは，高周波を利用したの重要な部品である。通常は各々の部品をろう付けの重要な部品である。通常は各々の部品をろう付け
電子機器や通信システム機器において重要な役割を電子機器や通信システム機器において重要な役割をで接合していた。ろう付けはで接合していた。ろう付けは技能が必要で作業技能が必要で作業っている。その製作はっている。その製作は知の製造方法だけでは知の製造方法だけでは者が限定される。
者が限定される。
雑な形状や
雑な形状や
細な構造を一体化することが難しい。
細な構造を一体化することが難しい。
(2）サーキュレータは，マイクロ波信(2）サーキュレータは，マイクロ波信
を一方向の
を一方向の
そこで，金属3Dプリンタを用いることでこれらのそこで，金属3Dプリンタを用いることでこれらのみにみにする機器であり，送受する機器であり，送受用器として用いら用器として用いらを解決し，安価で短を解決し，安価で短期かつ安定した品質のマ期かつ安定した品質のマ
れ，一端を
れ，一端を
端することで信端することで信のをの ぐことがを ぐことがイクロ波コンポーネントの製作を目指し電気性能おイクロ波コンポーネントの製作を目指し電気性能お可能となる導波管コンポーネント。通常は可能となる導波管コンポーネント。通常は
加工
加工
よ 機構性能の評価を実施した。
よ 機構性能の評価を実施した。
で製作した部品をで製作した部品をじでじでし組み立てていた。
し組み立てていた。
製作は 製作はに示す3種の導波管コンポーネントでに示す3種の導波管コンポーネントで(3)バンド(3)バンド
スフィルタ（以下“BPF”）は，特定のスフィルタ（以下“BPF”）は，特定の証し実現性を証し実現性をった。 った。
周波数帯域の信周波数帯域の信を通 させる機能を有するコンを通 させる機能を有するコン
ポーネント。通常はポーネント。通常は加工で製作した部品を加工で製作した部品をじじでし組み立てていた。
でし組み立てていた。

サーキュレータ

ロータリージョイント
3

6

リンティン に る

バン
外

ス ィルタ

1. はじめに1. はじめにれなくなる可能性があるため，機械強度をれなくなる可能性があるため，機械強度をつ目的 つ目的以外にも以外にもじによる固定が必要になる。このじによる固定が必要になる。このじにじに近年，マイクロ波通信およ近年，マイクロ波通信およ
無線通信の
無線通信の
速な発 速な発より部品より部品数がさらに増える。
数がさらに増える。
展により，高性能なマイクロ波コンポーネントの展により，高性能なマイクロ波コンポーネントの これらのこれらのを解決するため，3Dプリンタ技術を解決するため，3Dプリンタ技術
要が増加している。これに要が増加している。これにい，マイクロ波コン
い，マイクロ波コンを活用し，ろう付けからの置きを活用し，ろう付けからの置きえをえをした。 した。
ポーネントの設計と製造方法においても革新的なア
ポーネントの設計と製造方法においても革新的なア
3Dプリンタは，デジタルモデルデータから
3Dプリンタは，デジタルモデルデータから
接物
接物
プロー プローが求められている。3Dプリンタは，通常が求められている。3Dプリンタは，通常体を造形することができるため，部品の形状や構造
体を造形することができるため，部品の形状や構造の製造方法とはの製造方法とはなる 法で，物質を精なる 法で，物質を精に積 しに積 に制しを受けず，モデルにに制 を受けず，モデルに実な製造が可能とな実な製造が可能とな[1] [2] [3]て立体的な形状を作り出すことが可能であるて立体的な形状を作り出すことが可能である。 [1] [2] [3]る。また，造形のためのプログラムにより設備が動。
る。また，造形のためのプログラムにより設備が動
この技術は，マイクロ波コンポーネントの製造におこの技術は，マイクロ波コンポーネントの製造にお作するため，作業者の技能によらないモ作するため，作業者の技能によらないモ
くりが くりがいて多くの利いて多くの利をもたらす可能性がある。例えば，をもたらす可能性がある。例えば，可能になる。さらに，一体造形品として製作できる可能になる。さらに，一体造形品として製作できる
通常の製造方法では難しく，かつ通常の製造方法では難しく，かつ雑な内部構造や雑な内部構造や
ため，部品
ため，部品
数の
数の
にもつながる。
にもつながる。
部品 数の部品 数のが可能になる。
が可能になる。
このように，通常のろう付けによる製造方法でこのように，通常のろう付けによる製造方法で3Dプリンタを用いてマイクロ波コンポーネント
3Dプリンタを用いてマイクロ波コンポーネント
は， 作業や作業者のは， 作業や作業者の度に度にし，製造期間，し，製造期間，を製作し電気特性をを製作し電気特性を証した。証した。
品質，部品
品質，部品
数に
数に
があった。3Dプリンタを用があった。3Dプリンタを用いることは，これらのいることは，これらのを解決する足を解決する足かりになかりにな
2.
2.
工 の 工 と3のリンタの活用と3リンタの活用 ると考え，ると考え，作評価し作評価し証した。証した。
現在，当社では，マイクロ波コンポーネントの製現在，当社では，マイクロ波コンポーネントの製 3. マイクロ波コンポー
3. マイクロ波コンポー
ントにおントにおるる造において，ろう付け（造において，ろう付け（
ろう付けやDIP
ろう付けやDIP
レージ レージ
3
リンタ
3
リンタ
形と
形と
ング）をング）を用している。ろう付けは，導電性の金属用している。ろう付けは，導電性の金属
ろう を使用して部品同ろう を使用して部品同を接合する技術である。
を接合する技術である。
3.1 ロータリージョイント
3.1 ロータリージョイント
マイクロ波コンポーネントは，内部をマイクロ波コンポーネントは，内部を雑な形状で雑な形状でマイクロ波コンポーネントにおいて，R/
マイクロ波コンポーネントにおいて，R/は一般 は一般
構成する必要があり，そのためにさまざまな部品を構成する必要があり，そのためにさまざまな部品を的にマイクロ波信
的にマイクロ波信の 送に使用される。R/の 送に使用される。R/は，は，組み合わせて形成している。各部品の組み合わせて形成している。各部品の
間は電気性
間は電気性
信 の 信 やの を最小限にやを最小限にえるように設計されえるように設計され能に能にするため金属ろうするため金属ろうを流し を流し
間を め，電間を め，電ており，信ており，信の安定性と高い品質が求められる。
の安定性と高い品質が求められる。
気的接触およ気的接触およ機械的強度も向上させている。
機械的強度も向上させている。
R/ は，レーダーアンテナや通信アンテナな
R/ は，レーダーアンテナや通信アンテナな回
回
この方法では，ろうこの方法では，ろうが溶ける温度までが溶ける温度まで分に部 分に部転する機構に組み転する機構に組みまれる。そのため，R/まれる。そのため，R/は回転 は回転品を加熱した後，必要な部分にろう品を加熱した後，必要な部分にろうを す，またを す，また部分と静止部分に分かれた機構を有する。回転する
部分と静止部分に分かれた機構を有する。回転するは加熱前にろうは加熱前にろうを配置しておくことでろうを配置しておくことでろうが溶が溶部分には軸があり，静止している部分には
部分には軸があり，静止している部分にはジン
ジン
け， 細管現象を利用してコンポーネントの部品同け， 細管現象を利用してコンポーネントの部品同グがある。図3.1-1に部グがある。図3.1-1に部を示す。を示す。
を接合する。ろう付けは，を接合する。ろう付けは，作業に 作業にしてお してお静止部分と回転部分を要し，内部はマイクロ波で静止部分と回転部分を要し，内部はマイクロ波でり，り，した技能者による作業を要する。ろう付けした技能者による作業を要する。ろう付け の性能をの性能をる必要があるため，内部の構造はる必要があるため，内部の構造は
には加熱や
には加熱や
のサイクルが必要であり，時間がかのサイクルが必要であり，時間がか雑な形状となっている。そのため，これを実現する
雑な形状となっている。そのため，これを実現するかるため，製造プロセスの短かるため，製造プロセスの短
化に
化に
がある。加
がある。加
ため通常は多数の部品を製作し各々の部品をろう付ため通常は多数の部品を製作し各々の部品をろう付
熱の工程により熱の工程により料が み，
料が み，の形状でなくの形状でなくけで接合することでけで接合することで雑な内部形状を形成してい雑な内部形状を形成していなってしまう可能性もある。また，ろう付けでは作なってしまう可能性もある。また，ろう付けでは作
た。
た。
者による作業が必者による作業が必であること，熱であること，熱みにみに業者の技量や経験によって接合の品質が業者の技量や経験によって接合の品質がされる されるよる形状変化なよる形状変化な製造の難製造の難度が高い製品である。
度が高い製品である。
ため，同じ製作
ため，同じ製作のコンポーネントでも品質のばのコンポーネントでも品質のば3Dプリンタで製造することにより，造形プログ
3Dプリンタで製造することにより，造形プログ
らつきが生じる。
らつきが生じる。
作業で 作業でわれるため，作業者のわれるため，作業者のラムを作成すれば加工者にラムを作成すれば加工者に
せず同等の
せず同等の
上がり 上がり
労やヒューマンエラーによる不具合のリスクも労やヒューマンエラーによる不具合のリスクもになることが期待される。今回になることが期待される。今回作品として，X帯作品として，X帯在する。在する。
のR/ を製作した。R/のR/ を製作した。R/は導波管部分，中心導体，そは導波管部分，中心導体，そその他，ろう付けを用いないコンポーネントにおその他，ろう付けを用いないコンポーネントにおの他回転用部品，固定部品に分かれている。製品のの他回転用部品，固定部品に分かれている。製品のいては，部品同いては，部品同を じにより固定するため，分割を じにより固定するため，分割面図を図3.1-1に示す。導波管部分は3Dプリンタに面図を図3.1-1に示す。導波管部分は3Dプリンタに数が多く部品
数が多く部品数が増えてしまう
数が増えてしまうもある。マイもある。マイ
より製作した。
より製作した。
クロ波コンポーネントの場合，部品間のクロ波コンポーネントの場合，部品間の間により間により電気的接触が不電気的接触が不分になり，分になり，の電気特性がの電気特性がらら

7

表3.1-2 電
項

の実

目

実

波

7.9
波

波
B
B

.0

1.09

1.17

1.05

1.02

0.12

0.1

0.02

e .

図3.1-1 R

図

R/ は内部 法に高い精度を求められるため，3Dプリンタの方式は最も造形精度が高い Powder Bed
Fusion 法（以下“PBF 法”）を 用した。また，マイクロ波コンポーネントにおいて，表面 さは製品
性能を確 するための重要な要素の一つである。
従来製造品は部品を加工で製作していたた
め，マイクロ波コンポーネントとしては 分な表面
さ Rz：6.3S を確 している。一方 3D プリンタの表面 さは一般的に Rz：50S ～ 100S 程度とされており，この はマイクロ波コンポーネントの場合
入の増加な の事象が生じる可能性もある。そのため，表面 さをする工法として最も研 量の多い流体研 を実施した。表 3.1-1 に 3D プリンタ
品の電気特性の目
を示す。

.0

.4

0.0
2.

3.2 サーキュレータ
サーキュレータは反射波の分 ，ダミーロードと組み合わせることによる反射波のな の機能を有し，マイクロ波やミリ波の通信システム，レーダーシステム，衛星通信な の多くの応用分野で使用されている。
従来，導波管を形成するために 2 つ以上の機械加工品部品を じで固定するという構成で製作してきた。この場合，2 つの部品を組み合わせた ，フランジ面に段 ができないよう，さらに合わせ加工を実施する必要がある。図 3.2-1 に構成図を示す。

表3.1-1 ロータリージョイント
項

目

目

波

7.9
波

波
B
B
e .

.0

.0

1.10

1.20

1.05

1.10

0.22

0.25

0.1 p-p0.15 p-p.45.0 p-p

電気特性の実果を表 3.1-2 に示す。 定にはネットワークアナライザを使用し，定在波比， 入
な の電気特性を評価した。電気特性評価の
果，3D プリンタによって製作された R/ でも目である電気特性を 足することができた。

図3.2-1 サーキュレータ

図

3D プリンタで製作することにより，サーキュレー
タを形成するための部品が 1 つに出来，合わせ加工が不要になるため，合わせ加工後めっきを実施する
ための，分解，再組立な の工程も不要になる。また，接触面がなくなることにより電気的な 間が解され， 入のも見 まれる。
サーキュレータは内部 法に高い精度を求められるため，3D プリンタの方式は R/ と同様に PBF 法を 用した。さらに表面 さをするための内面研 も実施した。3D プリンタ品の電気特性の目を表 3.2-1 に示す。

表3.2-1 サーキュレータ
項

目

目

波

9.1
波

アイ

9.

1.

レー

B

0.

ン B

20.0

電気特性の実果を表 3.2-2 に示す。
定にはネットワークアナライザを使用し，定在
波比， 入
な の電気特性を評価した。
表3.2-2 電
項

実

目
9.1

波

レー

9.

1.1

波
アイ

の実

B

0.11

ン B

25.1

3D プリンタで製作することにより，導波管を形成するための部品が 1 つに出来，合わせ加工が不要になるため，合わせ加工後めっきを実施するための，分解，再組立な の工程も不要になる。また，接触面がなくなることにより電気的な 間が解 され，入のも見 まれる。
BPF は内部 法に高い精度を求められるため，
3D プリンタの方式は R/ ，サーキュレータと同様に PBF 法を 用した。BPF は従来製品からの置きえではなく，新たに設計したものである。そのため，性能評価は設計 との比 とする。表面 さをするための内面研 を実施した。
3D プリンタ品の評価は電磁界解 （HFSS）との比 で評価する。表 3.3-1 に目を 載する。図3.3-2 に解 と実果を示す。
表3.3-1 BP
目

電気特性評価の 果，3D プリンタによって製作されたサーキュレータでも要求された電気特性を足できることを確 した。一体造形品にすることで，入のも確 できた。
3.3 バンス ィルタ
BPF は周波数， イズ，帯域幅制御な ，
電気信 または電磁波の特定の周波数を通 させるために様々な機能を有し，無線通信，衛星通信，
レーダーシステムな の応用分野で広く使用されている。
従来，導波管を形成するために 2 つの機械加工品を じで固定するという構成を 用し製作してきた。2 つの部品を組み合わせた ，フランジ面に段ができないよう，合わせ加工を実施している。図3.3-1 に構成図を示す。

振モード
段数
中心周波数[GHz]通 帯域幅[GHz]
入
[dB]
反射
[dB]
量[dB]
導波管

図

T 101
5
10.0
0.
0.4
20
10.0
（

）

WRJ-10（X

図3.3-2 電図3.3-1 BP

目

と実

）

の

電気特性評価の 果，3D プリンタによって製作された BPF は電磁界解 とほぼ一致する 果がられた。一体造形品にすることで， 入も設計に近 くと考える。製品への 用を目指していく。

4.
3D プリンタ技術を用いて当社製品を製作できることを確 した。部品 数の，特 技能が必要無いモ
くり， 数機能を持たせた一体造形による電気的なメリットな ，当社製品においてとなる 目をクリアできる技術である。今後製品に用していくことで，より安価で短 期かつ安定した品質で付加価 の高いモくりが可能である。
さらに 3D プリンタの特性に 用した製造工法の確立に向けて生産プロセスの 準化も せて進めて
いく。

参考文献
[1]

[2]
[3]

湯 秀 ,
優,高
, 米田 史 ,守 ,”2 本の分 端子を短 端に対し 45 度 けて接続した T 分 形 MT”, 信学技報 , vol. 119,no. 242, MW2019-70, pp. 27-32, 2019 年 10 月 .
萩原, 本 一 , 浅利 , 電子 報通信学会 ,C-2-37, 2021 年 9 月 .
田島 人 , 萩原, 本 一 , 電子 報通信
学会 , C-2-40, 2022 年 3 月

本内容は 2021 年度 ,2022 年度電子 報通信学会 サ
イエティ大会で一般
として発表した。

生産本部
電子システム技術部

生産本部
電子システム技術部

1. はじめにこの度，一般社団法人日本機械工業連合会が主する令和4年度「優秀省エネ脱炭素機器・システム表彰」において，最新の ワエレ技術を 集した電源
力率・電源効率型PWM制御誘導加熱インバータ「SBT-PWシリーズ」，「SCT-SWシリーズ」が「資源エネルギー 長官賞」を受賞した。
2.

の近年，脱炭素社会の 期実現に向けて，製造現場では機器の省エネ化や生産の効率化への取組みが 速に拡大している。電源力率・電源効率
型PWM制御誘導加熱インバータは，最新の ワー半導体（SiC）の 用と， 流回路の見 し，新 開発したPWM制
御方式の搭載，FPGAによるデジタル制御化を実現することにより，従来に比べて電源力率と電源効率を大幅にした が，金属熱処理プロセスの省エネ化に貢献するものとして高く評価され，今回の受賞となった。図1
図2に受賞製品となった2つのシリーズの外 を，表1，表2に省エネ効果を示す。
3.

の

1
，
4つの
により電源力率95 ，電源効率952
従来比10～30 の省エネ化 を実現した。
SiC（Silicon Carbide）の 用によるインバータの低化（SCT-SWシリーズに使用）
流回路をサイリスタ式からダイ ード式へ変 ，力率をし回路電流を低独自に開発したPWM（Pulse Width Modulation）
制御により，
変動に う 振周波数変化への自動と ルス幅可変による出力電力制御を高速処理（特 第6959432 他）
FPGA（Field Programmable Gate Array）搭載
によるデジタル制御化で，出力立上り時間を50ms
以下に高速化し，出力可変幅を0.1～100 に最大化

SBT W

1 SCT-SWシリーズはインバータ効率の比 による
2当社従来製品SBT/SFTシリーズとの比 において◎問い合わせ先

90

70

20 イン

9

5

1

S T SW

4.
最新技術を搭載し，高い省エネ性能を実現した電源
力率・電源効率型PWM制御誘導加熱インバータの特長を まえた，資源エネルギー 長官賞受賞製品を紹介した。両シリーズは着実に 入実 を積み重ており，の金属熱処理工程に対し，省エネ化に貢献している。今後も技術・製品開発を積 的に進め，脱炭素社会の実現に向けた取り組みを っていく。

サイ スタ
イン

I BT

9

5

1 イン

99

9

イン

参考文献
[1]

守上，高田，浜田，永月，“PWM制御大電力誘導
加熱インバータの開発”島田理化技報No.27
p.10-15（田内）

事業管理部／

1. はじめに

性能

項目
2

波

当社では，同軸・導波管コンポーネント 用 域の拡大を目的とし，2022年4月より ューナ ルフィル
タの開発に着 している。
ューナ ルフィルタとは，中心周波数や帯域幅なの周波数特性を変えることができるフィルタのことである。
当社実 や他社製品動向を まえ，今回可変帯域の広帯域化を図るべく要素開発を ったので 果を報
する。

4

B
1.5

SWR

2 B
方

2.
コムライン型の3段バンド スフィルタで構成し，一のフィルタで2～8GHzまでの中心周波数可変の評価を った。
将来の可変方式は高速モータによる容量可変方式を予定しているが，本要素 作はモータ等の可変機構は設けず 動による可変帯域の広帯域化に限定したものとした。 ューナ ルフィルタの外 図と設計を図1に示す。
今回の要素 作では，フィルタの周波数特性として周波数に比例して，3dB帯域幅が広がる比帯域幅一定
型とした。

2

5

54

170

2.7

.1

.7

1.15

1.

1.17

1.1 B

1.1 B

0.

0 B

0 B

0 B

波
B

3.

（

1

スプ

アス

）

.5

10

10

4

5

7

.9 1 5.

1 2.

B

Loss[dB]

図2に要素 作器の評価 果を示す。ここに示すと
おり2～8GHzまでの広にわたり ューナ ル性能を取 できた。
3dB帯域幅は評価 果の方が い 果となったが，これは 振素子の形状がシミュレーション形状と 作品の形状に が生じていたことによるものである。
電磁界解 の計果と評価 果を比 して，概な ューナ ルフィルタの性能を取 できた。
市場調 を進める中で，中心周波数に関 なく，常に一定の通 帯域幅を持つ帯域幅固定型での要 もあったため，帯域幅固定型での電磁界解 を った。計果を図3に示す。図1に 載のほぼ同サイズのまま，
2～8GHzまで周波数可変で，ほぼ一定の3dB帯域幅を持つシミュレーション 果を られた。

SWR

297

4.
今回の要素 作では， 一のフィルタで2～8GHzまで中心周波数の可変が えたこと，そして比帯域幅がおおよそ一定であったことが確 できた。
今回の要素 作で比帯域幅一定型と帯域幅固定型のフィルタ特性の ューナ ル化を見出すことができたので，今後は，高速モータや電子制御による自動可変をする ューナ ルフィルタの製品化を進める。

◎問い合わせ先

波
B

2
154.

1

1 0.

15 9. 7 1

（ 神

事業管理部／）.01. はじめに加速器やレーダ機器な のメガワットクラスの高電力を扱う製品では，導波管内に空気の 3倍と高い性能を有するSF6ガスを充 し，耐電力性能を 足している。しかし，SF6ガスは地球温暖化対策の 制
な処
対象ガス（C 2の 23,500倍）であり，管理と理なら に，今後の 制がされている。
当社では温暖化対策のため，導波管コンポーネントの耐電力性能を高めることで，SF6ガスを使用しない機器（SF6フリー）の開発を進めている。2022年度に導波管ロータリージョイントについて開発を ったので 果を報 する。
2.
0

0

-5

-0.05

品 S21

-10

-0.1

品 S21

-15

-0.15

[dB]

[dB]

SF6フリーの 作として，加速器で使用されているS
帯のロータリージョイントを設計・ 作した。本ロー
タリージョイントは入出力が導波管TE10モードで，回転部を円形のTM01モードで 送するロータリージョ
イントである。
図1に従来品のロータリージョイントの電界強度と作品の電界強度のシミュレーション 果を示す。電界の集中する 形導波管と円形導波管のモード変 部の構造を見 すことで，電界の最大 が従来品の2,211V/mに対し， 作品では1,151V/mと 半分とな
り，耐電 と耐電力は2 の関 であるため，耐電力
比 4倍にしている事が確 できる。

品 S11

-20

-0.2

-25

-0.25

-30
-35
-40

-0.3

品 S11
2.8

2.81

2.82

2.83

-0.35
2.84

2.85 2.86
[GHz]

2.87

2.88

2.89

2.9

-0.4

3. R
図2に従来品ロータリージョイントと 作品の電気特性を示し，表1にVSWR，VSWR回転変動， 入，入回転変動を 定した 果を示す。計果とほぼ一致し，従来品とほぼ同等の 果が られた。

項目

品

波
SWR（

B）

SWR
B

4.
上述の通り地球温暖化対策のため，モード変 部への電界の集中を え，耐電力性能の優れた設計をする
ことにより，SF6フリー化を 進している。今後も当社のコア技術として，SF6フリーに対応した製品の開発を進めていくことで地球温暖化 制に取り組んでいく。

電

1.045（

. 2）

S

ー
2 5
0.01

0.04

0.04
0.01

m

2 211

1 151

）

事業管理部／

品
5

1.05 （ 1. 5）

0.01
0.01

[1] 森
，細田
一，島
，
人，
“当社のマイクロ波ロータリージョイント”島田理
化技報No.18 .35-43◎問い合わせ先

5

B

参考文献

（生

2 5

紹介

タカンシミュレータは，航空機の電波航法に用いられるTACAN機上装置の性能 験を う装置です。
航空機が航 中に られるTACAN航法に必要な 報（方 ，等）を的に発生させ， 験実施が可能です。
TACAN：Tactical Air Navigation System（戦術航法装置）
TACAN航法で用いられるAM ガ シアン ルス
信 の生成をデジタル処理（FPGA DACの構成）することにより信 性を高めた。
大型液 ディスプレイにタッネルを 用，
扱いやすい画面構成。
GP-IB 準装備，自動 験に対応。
主項目

性能
0.0～359.9°，
範囲
0.1°ステップ
確度±0.05°以内
方位
CW，CCW，0～39°/ｓ，
回転速度
1°/ｓステップ
0±39°，1°ステップ
15Hz 移相0.0～399.9NM，
範囲
0.1NMステップ±{0.01+(0.01+設定距離
確度
×0.005％)}NM以内
INC(離脱)，DEC(進入)，距離0～9999knot，
速度
1knotステップ
G/Aモード0～100％，
1％ステップ
応答率(MRB *1 ，ARB *2 除いた場合)
W426×D473×H250mm
外形寸法
質 量
19kg
＊1 MRB：Main Reference Burst■製品外観

TACANとは航空機に，方 と
報を同時に
するもの
です。
方
定は，15Hz 135Hzで変調された ルス波によって われ，基準波（15Hz）との
により，
航空機は方
報を ます。
定は，TACAN機上機が地上TACANに質信 を発射し，地上TACANが応 することで報を ます。
電波の放射 ターンとTACAN地上局と航空機の置関 を以下に示します。

＊2 ARB：Auxiliary Reference Burst（◎問い合わせ先事業管理部／）

紹介oF

本装置はRF信 を 信 に変 することで 送ロ
スを 制し，最長15kmの長送を可能とするマ
イクロ波
変 （RoF（Radio over Fiber））モジュールです。マイクロ波を に変 するE/ モジュールと からマイクロ波に変 する /Eモジュールで構成されています。

RFアンプを内 しており，高 送利 を実現。
温度による 送利 の変動を低 する回路を内 。
APC(Automatic Power Control)により，出力レ ルが一定となるように制御することで，安定したRF性能(NFおよ IM3等)を
実現。
（ 野
）

主
項目
R

性能

範囲

内

1.0～1.1GHz

1～3GHz+5 B±3 B

1.0～1.1GHz，

0 B

2 B

1.0～1.1GHz，

0 B
0 B

以内

100MHzN

20 B以

1.0～1.1GHz，IM3

60 Bc以1.05GHz

2 1以

1.0～1.1GHzWR
ル+3 Bm(

ル)

1 310nm(ル)

1.051GHz，2
0 B

プ

合

1 550nm

応

入

応

能

20 Bm

能

DC+12 ±0.5度
外形寸法

10～+40ー

W107×D60×H16mm(

プ

E/Oモジュール

)度範囲

O/Eモジュール

能

外形寸法

図
イ

レー
イ ー

R

出

電

グ

ール
タ

グ

ール
タ

イ

出

ー

電

A
E/Oモジュール

O/Eモジュール

外E/Oモジュール

◎問い合わせ先O/Eモジュール

事業管理部／

紹介

外クライストロンは電子管に属する高電力のマイク
ロ波増幅器です。当社では長年に りクライストロ
ン用RFドライバをはじめ様々なマイクロ波コンポー
ネントを製造・
してきており，これらの実 を活かしLINAC（Linear Accelerator， 線加速器）
用Sバンド ルスクライストロンの
を開始して
おります。

イ

ン

Io

R

加速器として世界でもっとも多用されている動作周波数2,856MHzのクライストロン
入後ただちに使用可能となると製造プロセス
ペレータに配 した低放射線設計
年間数百 が生産可能な設計，製造管理

ンプ

イ

R

使用用途例
・
用
器
・セキュリティー用透 装置
・航空管制レーダ，気象用レーダ・研究開発用加速器

e to ）

波出

tp t

R

R

タ

mp o

Wi

ow

Amp i

tio

A o e

t o e）

電（ e t o

主製造

：キヤ

ン電子管デバイス

項

目
波

性

能

2 5

5

W

5.5 T p.

電W

5.7 T p.

波

9.0

.

400

.

導波管サイズ

WR2 4

ーター電

7.

X

Sv
質
mm

）

式会社

電
ルス

vit

0

.

55

.

9 0

.
（浅利

◎問い合わせ先

6

事業管理部／）

紹介

主100kg 級の小型衛星に搭載可能な合成開レーダ（ SAR ）に使用する給電導波管です。

同軸ケー ル，マイクロストリップラインに比べ的に低な導波管スロットアレイによるアンテナ給電方式。
展開ヒンジ部に特 フランジを用いることにより導波管同 の非接触対向給電を実現。
アルミディップ レージングによる軽量，長かつ精度の高い 面度を有した導波管スロット
アレイアンテナ。
（ 本 一）

項目

性能

導波管サイズWR90（WRJ-10）

全長

約700mm材質

アルミニウム合金

部品接合方法アルミディップ
ブレージング

小型SAR衛星 外観図

給電導波管衛星実装図
出典：ISASニュース2019.2 No.455（JAXA）

外

給電導波管（2連タイプ）Bottom view

給電導波管（2連タイプ）Top view
◎問い合わせ先事業管理部／

7特 許 紹 介

出

2020年4月

発明者

野 大作

ターン

高周波回路におけるマイクロストリップ線路の電気特性に部品実装ランド

を与えることなく，実装部品のはんだ付けで発生する熱応力を 和させ，はんだクラックを 止することができるようにしたプリント配線基
を

する。

ップ部品

技術の

(a)

プリント配線基 のたわみや，はんだ付けにより実装部品の外 に生じる応力が原 で発生するはんだクラックを 止するために，従来は図 （ ）に示すような部品実装ランドを形成する方法や，図（ ）に示すような近 にスリットを設ける方法ながあるが，マイクロストリップ線路を構成するためには，の特性インピーダンスを ることがで

きず，電気特性に多大なを与えるップ部品 スリット

スリット

があっ

た。
発 の

(b)

と

本発明は，図 に示すようにマイクロストリップ
線路となる
回り
線基

図１

ターンに部品実装ランドの周 をような空 を形成することで，プリント配のたわみで発生する部品外や，はんだ付けの熱

・熱

のは

クラック

例

ターン

部品実装ランドへ向けた応力で発生する熱応力を 和して，はんだクラックを 止することができる。
また，図３に示すように高周波 域における表 効
果により，空 が配置される付近の高周波電流の電流 度が しく 少するため，低でな特性インピーダンスのマイクロストリップ線路を構成することができる。

ップ部品

空

図２

発

図３

の

空

リント配線

高周波電

の

特 許 紹 介の出2019年1月

振

発明者

石間

，田内

，守上

市，

田

，

樹，

，

野 大作

が接続されるインバータ装置において，インバータ部で幅
周波数をルスで 振周波数から れたにスタートして 振周波数にロックさせ，その後に設定出力までPWM制御することにより，

振周波数が変動するへの特性を，コンバータ部での出力制御を不要としたことにより，インバータ装置の力率，効率を

した。
図 1

技術の
図 のように， 振のインバータ装置

200を接続するインバータ

装置100において，出力制御は 用電 102をコンバー
タ回路104をコンバータ制御部110で 流電 に変 して可変させ，

振周波数はインバータ部106をPLL(Phase Locked Loop)回路112で制御していたが，々の回路部での制御のため装置の大型化や効率の化，電源力率の 化，出力制御応 速度の遅延，
な の

があった。

発 の

と

図2に本発明のPWMインバータ装置を示す。従来のを解決するために，コンバータ部302は制御無図 2

発のPWMインバータ装置

しのダイ ード 流とし，インバータ部106で出力制
御と 振周波数

制御の両方を機能させる制御部

12を発 した。幅ルスで 振周波数より れた周波数からスタートして高速で 振周波数にロックさせ，その後，設定の出力になるようにPWM制御する。これにより，従来のインバータ装置と比して，高力率，高効率，高速応 ，小型化を 成することが可能となった。
図3は並
を

振

22に本発明のPWMインバータ用した例であり，出力電をセンサ26からフィードバックして出力電 一定制御を う。
図4は
を

振

図 3

発

の

PWM実

例

図 4

発

の

PWM実

例

62に本発明のPWMインバータ用した例であり，出力電流をセンサ64からフィードバックして出力電流一定制御を う。

特 許 紹 介の出並

2021年3月

発明者

石間

，浜田

造，守上

市

振インバータ装置において， 入される数が増 する場合でも，る制御方法をの温度変動を 止すする。

技術の
図 に従来の並す。従来の出力電振インバータ装置の構成を示を一定にする制御では，コイ

ルに 入される数の増 な により，度が変動する

があった。

発 の

図 1

の

インバータ装置のインバータ装置と

図2に本発明の並す。従来の構成にている。

の温振インバータ装置の構成を示
回路（部 22）を 加し回路で基準周波数と実 の周波数を比した 果に基 いて，出力電 をして 入電力を一定に制御している。
図3のように 数のコイルに 入される数が増する場合や，図4のようにビレットが にコイルに入される場合な ，数が増 する場合でも，の温度を一定に つことが可能になる。
図 2

6

発

図 3

発

の

図1

図 4

発

の

図2

特 許 紹 介

出

2021年8月

発明者

石間

，田内

，守上

市，

田

数のインバータ回路 ロックで分割しそれらを並 構成したインバータで，各 ロックの素子出力部から合成端子部までを繋ぐ導体において，各ロックの素子出力部から合成部までのを等しく

低インダクタンスとなるよう配置し，各 ロック出
力部間の 合を少なくするようにインダクタンス成分を機構的に設けることで，各素子の電流ばらつきを 制した。
技術の
図 のように， 数のインバータ ロックを並に接続した に各インバータ部から出力合成導体までをに 線でつなぐ導体とした場合，合成導体

4,5のの いによる各 ロック 出力合成端子間のインダクタンスのインバータから各インバータ素子に流れる電流にばらつきが生じていた。
発 の

図 1

と

ロック

出力Ｑ
Ｎｏ１
ｲﾝﾊﾞｰﾀ回路
ﾌﾞﾛｯｸ

直流電圧＋
－

出力ＮＱ

数のインバータ ロックを並 接続して出力合Ｎｏ２ｲﾝﾊﾞｰﾀ回路
ﾌﾞﾛｯｸ成する構成において，それ れのインバータ ロッ

出力合成
端子

クの非反転出力に接続する 状導体と，それ れのＮｏ３
ｲﾝﾊﾞｰﾀ回路
ﾌﾞﾛｯｸ

反転出力に接続する 状導体とに長 またはスリッ
トを空けることにより， 数のインバータ ロックのそれ れの出力部から出力合成端子まで通電する

Ｎｏ４
ｲﾝﾊﾞｰﾀ回路
ﾌﾞﾛｯｸ

導体の実効長をほぼ等しくし，両導体間のインダク
タンスを等しく近 けることで各素子の電流ばらつきを 制した。図2は，4つの ロックの場合に出力に長 を空けた実施例であり，図3は，5つ以上
の

図 2

開発の実

例1

図 3

開発の実

例2

ロックの場合にスリットを設けた実施例であ

る。

6

コラム

当社の技術開発の歩みと将来
The Progress and Future of Our High-Frequency Technology Development
役
Soichi MATS M T

１．
はじめに
１．
はじめに

なっています。
なっています。
表 2-1 に使用する周波数毎に通信・放送，
表 2-1 に使用する周波数毎に通信・放送，センサ，センサ，

当社は 1946
当社は年 (1946
昭和年
21( 年
昭和
) に，これまで研究開
21 年 ) に，これまで研究開
加熱等に分類して，主な用途を纏めています。
加熱等に分類して，主な用途を纏めています。
身近
身近
発をしていた高周波の技術を，戦後の社会に役立て発をしていた高周波の技術を，戦後の社会に役立てなところでは，携帯電話や放送なところでは，携帯電話や放送,WiFi，非接触,WiFi，非接触
ICIC
ようと集まった
ようと集まった
19 人の技術者・研究者が創業しま
19 人の技術者・研究者が創業しま(Integrated(Integrated
Circuit) カ
Circuit)
ー ド，ETC(Electronic
カ ー ド，ETC(Electronic
Toll
Toll
した。
会社名に
した。
「理化工業」
会社名に「理化工業」とつけたのは，とつけたのは，「物理」と「物理」
CollectionとCollection
System)，スマホへのワイヤレス充電，IH
System)，スマホへのワイヤレス充電，IH「化学」「化学」とを「工業」とを「工業」という面で一体化しようとの創という面で一体化しようとの創(Induction(Induction
Heating)Heating)
クッキングヒータ等の多くの機
クッキングヒータ等の多くの機
業メンバ全員の想いを表したものです。
業メンバ全員の想いを表したものです。
器が我々の生活に広く浸透していることは言うま器が我々の生活に広く浸透していることは言うま
この創業から今日に至るまで，
この創業から今日に至るまで，「高周波技術で社「高周波技術で社でもありません。
でもありません。
会に貢献しよう」との創業精神のもと，戦後すぐに会に貢献しよう」との創業精神のもと，戦後すぐに
表2-1 高周波を使った主な用途
表2-1 高周波を使った主な用途
高周波を使った製品として当時画期的な「ペニシリ
高周波を使った製品として当時画期的な「ペニシリン乾燥装置」
ン乾燥装置」
や「高周波ミシン」
や「高周波ミシン」
等を，開発・製品化
等を，開発・製品化
しました。
しました。
その後，この創業精神を受け継ぎながら，日々の
その後，この創業精神を受け継ぎながら，日々の技術の蓄積と飛躍的な技術進歩を取り入れて，新し技術の蓄積と飛躍的な技術進歩を取り入れて，新しい技術開発に取り組んできました。
い技術開発に取り組んできました。
現在は国内外の通信機器，放射線機器，人工衛星，
現在は国内外の通信機器，放射線機器，人工衛星，
レーダ，レーダ，
高周波加熱装置等，
高周波加熱装置等，
社会の安心，
社会の安心，
安全，省エ
安全，省エ
ネ，利便性等を実現する社会インフラを中心に，
ネ，利便性等を実現する社会インフラを中心に，様々な分野で活用いただいています。
様々な分野で活用いただいています。
創業からの３四半世紀以上の間，取り組んできた創業からの３四半世紀以上の間，取り組んできた技術開発にスポットを当てて，その変遷を振り返る
技術開発にスポットを当てて，その変遷を振り返る
３．
当社の技術開発の歩み
３．
当社の技術開発の歩みとともに，将来に向けての取り組みの最新状況を紹とともに，将来に向けての取り組みの最新状況を紹
介します。
介します。
図 3-1 に当社の技術開発の歩みを示します。
図 3-1 に当社の技術開発の歩みを示します。
そのその時代毎に必要とされていた社会ニーズに合わせて，時代毎に必要とされていた社会ニーズに合わせて，
２．
高周波技術と当社の歩み
２．
高周波技術と当社の歩み

高周波技術を軸にさまざまな先端技術を取り入れ
高周波技術を軸にさまざまな先端技術を取り入れて取り組んできました。
て取り組んできました。

当社創業の基盤である
当社創業の基盤である「高周波技術」「高周波技術」
について，最について，最
初に少し触れたいと思います。
初に少し触れたいと思います。
＜1940 年代＞高周波を利用した社会への貢献の＜1940 年代＞高周波を利用した社会への貢献の
高周波は無線通信では一般的に電波と言うもの
高周波は無線通信では一般的に電波と言うもの
幕開け 幕開けの，その定義は必ずしも明確ではありません。
の，その定義は必ずしも明確ではありません。
電波
電波～高周波ミシン，～高周波ミシン，
高周波ペニシリン乾燥装置，高周波ペニシリン乾燥装置，
超短波調理機等～
超短波調理機等～法では「高周波利用設備」
法では「高周波利用設備」の定義の中での定義の中で,10kHz 以上,10kHz 以上＜1950 年代＞マイクロ波，＜1950 年代＞マイクロ波，
高周波誘導加熱への高周波誘導加熱へのを高周波としており，ここではこの定義で以下の説を高周波としており，ここではこの定義で以下の説
発展・挑戦
発展・挑戦
明をします。
明をします。
～地上マイクロ波回線網分波器，～地上マイクロ波回線網分波器，
高周波誘導加熱装置～
高周波誘導加熱装置～
高周波を使った設備は，社会の安心・安全はもと
高周波を使った設備は，社会の安心・安全はもと＜1980 年代＞衛星通信・ライナック用コンポ等＜1980 年代＞衛星通信・ライナック用コンポ等
より様々な分野で利用され，今日は益々その重要性
より様々な分野で利用され，今日は益々その重要性への拡大と海外展開への拡大と海外展開は拡大しており，今や社会経済活動の重要な基盤には拡大しており，今や社会経済活動の重要な基盤に～ VSAT ～用受信機，
VSAT 用受信機，
ライナック用マイクロ波コンポ等～
ライナック用マイクロ波コンポ等～

6図 3-1 当社の技術開発の歩み＜2000 年代＞人工衛星搭載機器，＜2000 年代＞人工衛星搭載機器，
さらなる高周波数
さらなる高周波数
し，高速回転させながら排気し，超短波で乾燥をさし，高速回転させながら排気し，超短波で乾燥をさ
化 ( ミリ波
化 () ミリ波への拡大) への拡大せる装置で，生産量は従来の数百倍に向上し，かつせる装置で，生産量は従来の数百倍に向上し，かつ～衛星搭載用マイクロ波コンポ，～衛星搭載用マイクロ波コンポ，
ミリ波通信機器等～
ミリ波通信機器等～

品質安定にも大きく寄与しました。
品質安定にも大きく寄与しました。

＜2020 年代以降＞先端技術を駆使し，＜2020 年代以降＞先端技術を駆使し，さらなるさらなる
技術革新へ
技術革新へ
～ PWM ～
制御方式高周波誘導加熱インバータ，コンステ
PWM 制御方式高周波誘導加熱インバータ，コンステ
レーション衛星対応
レーション衛星対応
Q 帯 LNB，EV
Q 帯 LNB，EV
ワイヤレス給電用インワイヤレス給電用イン
バータ等～
バータ等～

図3-2

高周波ペニシリン乾燥装置
図3-2 高周波ペニシリン乾燥装置

3.1

高周波を活用した社会への貢献
3.1 高周波を活用した社会への貢献～1940年代～～1940年代～
また，高周波ミシンは，塩化ビニール等の合成樹
また，高周波ミシンは，塩化ビニール等の合成樹
冒頭に述べたように，当社は戦時中に「高周波技冒頭に述べたように，当社は戦時中に「高周波技
脂をギザギザに押し付けながら高周波を照射し溶脂をギザギザに押し付けながら高周波を照射し溶術」を研究していた技術者・研究者が，この術」を研究していた技術者・研究者が，この「高周波「高周波
着するもので，これにより各種機器等の包装袋や雨着するもので，これにより各種機器等の包装袋や雨技術」を使って，世の中に役立てたいとの強い想い
技術」を使って，世の中に役立てたいとの強い想い
具等のさまざまなビニール製品の生産性が大きく具等のさまざまなビニール製品の生産性が大きくから創業しました。
から創業しました。
戦後まもなくの物資不足や食料
戦後まもなくの物資不足や食料向上しました。
向上しました。
難の時代において，生活に身近なものを高周波で効難の時代において，生活に身近なものを高周波で効率よく，あるいはこれまで実現できなかったものを率よく，あるいはこれまで実現できなかったものを実現しようと，さまざまな製品を開発し市場に送り実現しようと，さまざまな製品を開発し市場に送り出しました。
出しました。
代表的なものとして，高周波ペニシリン乾燥装
代表的なものとして，高周波ペニシリン乾燥装置，超短波調理機，高周波ミシン等の製品が挙げら
置，超短波調理機，高周波ミシン等の製品が挙げられます。れます。
たとえば，当時ペニシリンを乾燥させて固形化す
たとえば，当時ペニシリンを乾燥させて固形化す

図3-3 高周波ミシン
図3-3 高周波ミシン

ることは大変な労力を要していました。
ることは大変な労力を要していました。
生産性も上
生産性も上その他にも，その他にも，
米麦類を米麦類を5 分程度超短波で乾燥させ，5 分程度超短波で乾燥させ，がらない中，開発した国産初の高周波ペニシリン乾がらない中，開発した国産初の高周波ペニシリン乾必要に応じて熱湯または水を注入することでご飯
必要に応じて熱湯または水を注入することでご飯
燥装置は，ペニシリン原液の入った瓶を円盤に固定
燥装置は，ペニシリン原液の入った瓶を円盤に固定ができる超短波料理機や，再製タイヤの生産においができる超短波料理機や，再製タイヤの生産におい6ズ化し，C
ズ化し，C
帯 (4GHz帯帯(4GHz)，X 帯 )，X
(8GHz帯帯(8GHz)，ku帯帯)，ku 帯て，蒸気と高周波を組み合わせたタイヤの加硫用乾て，蒸気と高周波を組み合わせたタイヤの加硫用乾(12GHz
帯帯(20GHz帯 ) のラインナップを揃(12GHz 帯)，ka 帯
帯 )，ka(20GHz) のラインナップを揃
燥装置等，高周波技術を活用したさまざまな製品を燥装置等，高周波技術を活用したさまざまな製品をえました。
北米を中心に海外展開を図り，いまなおえました。
北米を中心に海外展開を図り，いまなお開発しました。
開発しました。
[1][1]。
。
現在の主力製品の一つとなっています
現在の主力製品の一つとなっています
3.2 マイクロ波技術・高周波誘導加熱への発展・挑戦
3.2 マイクロ波技術・高周波誘導加熱への発展・挑戦～1950年代～～1950年代～
1950 年代に入ると，日本全国にマイクロ波通信回1950 年代に入ると，日本全国にマイクロ波通信回線網を施設する計画が具体化する中で，さらに周波線網を施設する計画が具体化する中で，さらに周波（X帯LNB）（X帯LNB）(ka帯LNB)(ka帯LNB)
数の高い数の高い
GHz 帯のマイクロ波技術の開発に取り組
GHz 帯のマイクロ波技術の開発に取り組
図3-6 VSAT用各種LNB
図3-6 VSAT用各種LNB
みました。
通信回線網でアンテナ・送受信器と並んみました。
通信回線網でアンテナ・送受信器と並んで基幹製品である
IR-1 形「分波器」を開発し，以降で基幹製品である
IR-1 形「分波器」を開発し，以降
また，分波器製品化以降，また，分波器製品化以降，継続して培ってきた立体
継続して培ってきた立体
30 年以上にわたり当社の主力製品として，
IR-41 形，
30 年以上にわたり当社の主力製品として，
IR-41 形，回路 ( 導波管等
回路 ( 導波管等) の技術をさらに発展させ，) の技術をさらに発展させ，
より高電より高電
IR-63 形等々，様々な分波器を開発製品化するとと
IR-63 形等々，様々な分波器を開発製品化するとと力が求められる製品への展開を図りました。
力が求められる製品への展開を図りました。
その代 その代
もに，今日の当社の主要事業分野であるマイクロ波
もに，今日の当社の主要事業分野であるマイクロ波の礎を築くことになりました。
の礎を築くことになりました。

表例がライナック用製品で，表例がライナック用製品で，ピーク電力がピーク電力がMW 級のMW 級の高電力に耐えられるロータリジョイントやサー
高電力に耐えられるロータリジョイントやサー
キュレータ等を開発して海外展開し，現在では世界キュレータ等を開発して海外展開し，現在では世界
[1]
[1]
。
。
中の多くの
中の多くの
X 線放射線装置に使われています
X 線放射線装置に使われています

図3-4

マイクロ波中継回線用分波器(IR-1形)
図3-4 マイクロ波中継回線用分波器(IR-1形)

また一方，焼入れ，焼入れ，焼戻し，焼戻し，焼鈍，溶解等さまざま
また一方，焼鈍，溶解等さまざま（ロータリジョイント）（ロータリジョイント）（３ポートサーキュレータ）（３ポートサーキュレータ）な金属熱処理の分野で活用される高周波誘導加熱
な金属熱処理の分野で活用される高周波誘導加熱
図3-7 ライナック用高電力立体回路
図3-7 ライナック用高電力立体回路装置を開発し，サイリスタ方式，トランジスタ方式
装置を開発し，サイリスタ方式，トランジスタ方式
等，常に先端の技術を取り入れ，より効率向上を実等，常に先端の技術を取り入れ，より効率向上を実
この他にも，気象レーダ，空港レーダ等の各種現しながら，今日の主力機種の一つとしての礎を築現しながら，今日の主力機種の一つとしての礎を築この他にも，気象レーダ，空港レーダ等の各種レーダ装置や，研究用の大型加速器にも利用されてレーダ装置や，研究用の大型加速器にも利用されて
きました。
きました。
おり，高電力が要求される多くの製品を実現し，今おり，高電力が要求される多くの製品を実現し，今日に至っています。
日に至っています。
3.4
図3-5

サイリスタ方式誘導加熱インバータ
図3-5 サイリスタ方式誘導加熱インバータ

人工衛星搭載機器，さらなる高周波数化(ミ3.4 人工衛星搭載機器，さらなる高周波数化(ミリ波)への拡大リ波)への拡大～1990年代～～1990年代～
1990 年代に入ると，1990 年代に入ると，衛星通信のさらなる拡大の市
衛星通信のさらなる拡大の市

場環境の中，人工衛星搭載用の超薄肉軽量導波管，場環境の中，人工衛星搭載用の超薄肉軽量導波管，また，超音波を使った各種技術開発にも取り組
また，超音波を使った各種技術開発にも取り組
各種フィルタ等多数の立体回路製品を製品化し，国各種フィルタ等多数の立体回路製品を製品化し，国み，超音波メッキ装置，
超音波水中無線電話，
超音波 超音波み，超音波メッキ装置，
超音波水中無線電話，
内の人工衛星の多くで活用されてます。
内の人工衛星の多くで活用されてます。
車両感知器，超音波洗浄装置等の製品化にも繋げま
車両感知器，超音波洗浄装置等の製品化にも繋げました。 した。
3.3

衛星通信・ライナック用コンポ等への3.3 衛星通信・ライナック用コンポ等への拡大と海外展開拡大と海外展開～1980年代～～1980年代～

1980 年代に入ると，これまで培ってきたマイクロ1980 年代に入ると，これまで培ってきたマイクロ波技術を駆使して，小型衛星通信地球局(VSAT) 用
波技術を駆使して，小型衛星通信地球局(VSAT) 用の LNB(Low
Noise Block
down
converter)
をシリーをシリーの LNB(Low
Noise
Block
down converter)

6(薄肉導波管)(薄肉導波管)

図3-8

（分配器）
（分配器）

衛星搭載用マイクロ波コンポ
図3-8 衛星搭載用マイクロ波コンポ

また，より周波数の高い準ミリ波，さらにはミリ
また，より周波数の高い準ミリ波，さらにはミリ波の通信容量の拡大の社会要求に対応して，38GHz
波の通信容量の拡大の社会要求に対応して，38GHz

表CB-1 表CB-1
衛星通信実用化誕生の歴史
衛星通信実用化誕生の歴史

ディジタル無線装置，50GHz
ディジタル無線装置，50GHz
ディジタル無線装置，
ディジタル無線装置，
ミリ波送受信モジュール等の各種ミリ波装置を開ミリ波送受信モジュール等の各種ミリ波装置を開
[2]
[2]
発しました
発しました
。
。

(38GHz)(38GHz)
図3-9(50GHz)(50GHz)

ミリ波ディジタル無線装置
図3-9 ミリ波ディジタル無線装置(Coﬀee Break)(Coﬀee Break)
衛星通信システム
衛星通信システム(2)衛星通信で使われる周波数帯(2)衛星通信で使われる周波数帯
ここで少し脇道に逸れますが，衛星通信用
ここで少し脇道に逸れますが，衛星通信用
LNB
LNB表 CB-2 表に衛星通信で使われる周波数帯とその主
CB-2 に衛星通信で使われる周波数帯とその主という当社の主力製品であり，高周波を活用した主という当社の主力製品であり，高周波を活用した主な用途を示します。
な用途を示します。
固定衛星通信では，C
固定衛星通信では，C帯，X 帯，
帯，X 帯，
要な分野の一つである衛星通信システムについて，
要な分野の一つである衛星通信システムについて，
ku 帯，kaku
帯へ，帯，ka
船舶・航空機等の移動体衛星通信で帯へ，船舶・航空機等の移動体衛星通信でSF 作家の発想から始まったその歴史等について，
SF 作家の発想から始まったその歴史等について，
は，
L 帯，
は，
S 帯，
L 帯，
X 帯，
S 帯，
ku X
帯，
帯，
kaku
帯と高速・大容量化に
帯，ka 帯と高速・大容量化に少し触れたいと思います。
少し触れたいと思います。
合わせて，高周波数帯へと拡大しており，当社も合わせて，高周波数帯へと拡大しており，当社もLNB のラインナップを揃えて今日にいたっていま
LNB のラインナップを揃えて今日にいたっていま(1)衛星通信の歴史(1)衛星通信の歴史
す。
す。
衛星通信は，
衛星通信は，「2001 年宇宙の旅」「2001 年宇宙の旅」
で有名なで有名な
SF 作家 SF 作家
Arther.C.Clarke
Arther.C.Clarke
が，当社創業の前年にあたるが，当社創業の前年にあたる
1945
1945 表CB-2 表CB-2
衛星通信の使用周波数とその用途
衛星通信の使用周波数とその用途
年に雑誌年に雑誌「Wireless「WirelessWorld」に赤道上空
World」に赤道上空
36,000km36,000kmのの円軌道が静止軌道であり，円軌道が静止軌道であり，「地球外の中継器」「地球外の中継器」
を３つ を３つ
配置することにより全世界で通信が可能になると配置することにより全世界で通信が可能になるとの発表をしたのが最初です。
の発表をしたのが最初です。
これは，まさにその後
これは，まさにその後
1960 年代以降の衛星通信の主流となる
1960 年代以降の衛星通信の主流となる「静止衛星に「静止衛星による衛星通信」
よる衛星通信」の概念でした。
の概念でした。
その後，ロケットの高性能化を含めた宇宙関連機
その後，ロケットの高性能化を含めた宇宙関連機また，2020
また，2020年代に入り，コンステレーション衛星
年代に入り，コンステレーション衛星器の技術革新により，1960
器の技術革新により，1960
年以降，周回衛星による年以降，周回衛星によるを活用した衛星通信が拡大しており，現在はを活用した衛星通信が拡大しており，現在はku 帯 ku 帯
受動型衛星
受動型衛星
( 中継器を搭載しない球体反射型衛星( 中継器を搭載しない球体反射型衛星)，/ka)， 帯が中心でありますが，さらなる高速化を目指/ka 帯が中心でありますが，さらなる高速化を目指
能動型衛星
能動型衛星
（中継器を搭載）（中継器を搭載）の打上げを経て，の打上げを経て，1963 年 1963して，2020
年
して，2020
年代後半から
年代後半からQ 帯へのさらなる高周波
Q 帯へのさらなる高周波に現在の静止衛星による衛星通信の先駆けであるに現在の静止衛星による衛星通信の先駆けである数化が加速すると予想されます。
数化が加速すると予想されます。
初の静止軌道の能動型衛星へと，衛星通信が実用化
初の静止軌道の能動型衛星へと，衛星通信が実用化への階段を確実に上っていくことになります。
への階段を確実に上っていくことになります。
詳細
詳細は，
表 CB-1
は，を参照ください。
表 CB-1 を参照ください。

6

４． 先端技術を駆使し，さらなる技術革新で
４． 先端技術を駆使し，さらなる技術革新で社会への貢献を社会への貢献をさて，これまで
77 年の当社の歩みをざっと紹介
さて，これまで
77 年の当社の歩みをざっと紹介しました。
いくつかの製品例を示したように，しました。
いくつかの製品例を示したように，「高周 「高周波技術」はさまざまな社会の安心，安全の実現に波技術」はさまざまな社会の安心，安全の実現にとって，益々重要性を増しています。
とって，益々重要性を増しています。
当社も，今後とも社会のさまざまなニーズに応え当社も，今後とも社会のさまざまなニーズに応えるため，先端技術を駆使し，新たな技術革新を続けるため，先端技術を駆使し，新たな技術革新を続けており，最近の製品をいくつか紹介します。
図4-2
ており，
最近の製品をいくつか紹介します。

図4-2 PWM制御方式誘導加熱インバータ
PWM制御方式誘導加熱インバータ

まず最初に，衛星通信用
LNB の分野です。
また，これらの高周波誘導加熱技術を応用して，まず最初に，衛星通信用
LNB の分野です。
Coﬀee Coﬀeeまた，これらの高周波誘導加熱技術を応用して，Break で述べたように，衛星通信は当社の創立とほ
今後益々拡大していくと予想されるEV(Electric
今後益々拡大していくと予想されるEV(Electric
Break で述べたように，衛星通信は当社の創立とほ[7][7]
ぼ同じ年に原理発表がされてから77 年で大きく変へのワイヤレス給電用インバータを開発
Vehicle) Vehicle)
へのワイヤレス給電用インバータを開発
ぼ同じ年に原理発表がされてから77 年で大きく変化しています。
昨今では，第5 世代移動通信システ
して実証実験を進めており，来るべく自動車の電動して実証実験を進めており，来るべく自動車の電動化しています。
昨今では，第5 世代移動通信システ
ム（5G）等高速大容量で超低遅延な通信システムの化に大きく寄与すると期待しています。
化に大きく寄与すると期待しています。
ム（5G）等高速大容量で超低遅延な通信システムの構築が進んでいる中，多くのコンステレーション衛構築が進んでいる中，多くのコンステレーション衛星が打ち上げられており，ku
帯や ka 帯が活用され星が打ち上げられており，ku
帯や ka 帯が活用されていますが，電波資源ひっ迫の対策として，将来Qていますが，電波資源ひっ迫の対策として，将来
Q
帯の活用が期待されています。
当社はこれまで培っ帯の活用が期待されています。
当社はこれまで培ってきたミリ波技術をさらに発展させ，そのような要てきたミリ波技術をさらに発展させ，そのような要求に対応した超広帯域低雑音の
Q帯
LNB を開発・
求に対応した超広帯域低雑音のQ 帯 LNB
を開発・
[3]
[3]
製品化しました。
今後の高速大容量通信に貢献す。
今後の高速大容量通信に貢献す
製品化しました
ると期待されます。
ると期待されます。

図4-3

図4-1

EVワイヤレス給電用インバータ
図4-3 EVワイヤレス給電用インバータ

超広帯域低雑音Q帯LNB
図4-1 超広帯域低雑音Q帯LNB

一方，高周波誘導加熱の分野では，益々製造現場
一方，高周波誘導加熱の分野では，益々製造現場での生産性向上や，カーボンニュートラル実現に向での生産性向上や，カーボンニュートラル実現に向けた省エネが求められており，
けた省エネが求められており，
2018 年にこれまで蓄2018 年にこれまで蓄積した高周波インバータ技術をもとに，当社独自の積した高周波インバータ技術をもとに，当社独自の
高速 PWM(Pulse
高速 PWM(Pulse
Width Modulation)
Width Modulation)
制御技術を開制御技術を開図4-4
発し , 従来に比べて大幅な省エネ化を実現した
発し , 従来に比べて大幅な省エネ化を実現した

EVワイヤレス給電用インバータの実用例
図4-4 EVワイヤレス給電用インバータの実用例

SBT-PWSBT-PW
シリーズシリーズ/SCT-SW/SCT-SW
シリーズを開発・製品
シリーズを開発・製品[4][5][4][5]
その他にも高電力導波管コンポーネントで耐電。
なお，その成果は。
なお，その成果は「令和 4「令和年度優秀省
4 年度優秀省その他にも高電力導波管コンポーネントで耐電
化しました
化しました
[6]
[6]
力向上のため一般的に使われている
力向上のため一般的に使われているSF6 ガスのフSF6 ガスのフ
エネ脱炭素機器表彰
エネ脱炭素機器表彰
資源エネルギー長官賞」
資源エネルギー長官賞」
受賞
受賞
[8]
[8]
リー化による地球温暖化対策
リー化による地球温暖化対策となり，その省エネ性能を高く評価されました。
となり，その省エネ性能を高く評価されました。
等の技術開発につ等の技術開発につ益々カーボンニュートラルの社会要求が増してい益々カーボンニュートラルの社会要求が増していいても取り組んでいます。
いても取り組んでいます。
く中，省エネ・効率化に貢献するものと期待していく中，省エネ・効率化に貢献するものと期待しています。 ます。

66

５．おわりに
５．おわりに[6]( 一般社団法人[6] ( 一般社団法人) 日本機械工業連合会) 日本機械工業連合会「第 42 「第 42回 ( 令和回
4 年度( 令和) 優秀省エネ脱炭素機器・
4 年度 ) 優秀省エネ脱炭素機器・創業から創業から77 年間の当社の技術開発の歩みの一部
77 年間の当社の技術開発の歩みの一部 システム表彰対象決定について”
システム表彰対象決定について”，
2023 ，
2023
を紹介いたしました。
を紹介いたしました。
なお，ここで取り上げた製品
なお，ここで取り上げた製品[7] 高田，[7]石間，
高田，”ワイヤレス給電用高速インバー
石間，”ワイヤレス給電用高速インバー
はその一部であり，その他の様々な製品についてはその一部であり，その他の様々な製品について タの開発”
タの開発”，島田理化技報，，島田理化技報，No.27，
2021
No.27，
2021
は，「島田理化技報
は，「島田理化技報(No.27：2021(No.27：2021
年 )」の P56-P57
年 )」の もP56-P57[8]も トピックス，[8] トピックス，”導波管コンポーネントにおける”導波管コンポーネントにおける[9][9]
参照ください参照ください。
。
地球温暖化対策”
地球温暖化対策”，島田理化技報，，島田理化技報，No.28，
2023
No.28，
2023
私自身，1970
私自身，1970
年代後半から
年代後半から1980 年代の学生時代
1980 年代の学生時代[9] “島田理化工業[9] “島田理化工業
技術と製品の歩み”
技術と製品の歩み”，島田理 ，島田理に電波・電磁波・高周波（＝WAVE）の持つ無限のに電波・電磁波・高周波（＝WAVE）の持つ無限の 化技報，No.27，
化技報，
2021
No.27，
2021
可能性に強く興味を持って可能性に強く興味を持って40 年以上40「WAVE」
年以上「WAVE」に携に携わってきましたが，駆け出し技術者の頃，先輩からわってきましたが，駆け出し技術者の頃，先輩から「電波が見えるようになれ」と指導されました。
「電波が見えるようになれ」と指導されました。
当社
当社
は 77 年間高周波という言わば目に見えないものを
は 77 年間高周波という言わば目に見えないものを取扱う中で，この物理的本質や特性を取扱う中で，この物理的本質や特性を
「見える」
「見える」
よう
よう
にし，これを駆使して先進的な技術開発を進めながにし，これを駆使して先進的な技術開発を進めながら，製品という
ら，製品という「見える」「見える」
形にして，さまざまな社会形にして，さまざまな社会に役立つ製品を開発し展開してきました。
に役立つ製品を開発し展開してきました。
現在，SDGs(Sustainable
現在，SDGs(Sustainable
Development
Development
Goals) 実現
Goals) 実現のため，住みやすい社会，のため，住みやすい社会，
気候変動対策，気候変動対策，強靭なイン
強靭なイン
フラ構築，クリーンなエネルギー等々を目指して，
フラ構築，クリーンなエネルギー等々を目指して，
省エネ，生産の効率化，5G/6G
省エネ，生産の効率化，5G/6G等の通信の高速化等
等の通信の高速化等の要求は益々増しており，その中での要求は益々増しており，その中で「高周波技術」「高周波技術」
がが果たす役割はより拡大していると考えています。
果たす役割はより拡大していると考えています。
当社は，「高周波技術で社会に貢献する」
当社は，「高周波技術で社会に貢献する」との創業との創業の精神を今後も受け継ぎながら，今後の新しい時代の精神を今後も受け継ぎながら，今後の新しい時代の社会の要求に合致した製品を常に生みだしていの社会の要求に合致した製品を常に生みだしてい
くよう，日々技術開発，製品開発に挑戦を続けて参くよう，日々技術開発，製品開発に挑戦を続けて参ります。ります。

参考文献参考文献
[1]

萩原，
[1]森，
萩原，
浅利，
森，
四分一，
浅利，
“四分一，
社会に貢献する電“社会に貢献する電子・通信機器”
子・通信機器”，島田理化技報，，島田理化技報，No.25，
2016
No.25，
2016[2] 日下，[2]鈴江，
日下，
森，
鈴江，”
当社におけるミリ波・準ミリ森，”
当社におけるミリ波・準ミリ波技術への取組み”
波技術への取組み”，島田理化技報，，島田理化技報，No.26， No.26，
2018
2018
[3]

トピックス，[3] トピックス，”
低軌道衛星通信における”
低軌道衛星通信におけるQ-Band Q-Band
LNB の研究開発，
LNB の研究開発，
島田理化技報島田理化技報,,No.27，
2021
No.27，2021[4] 守上，[4]高田，
守上，
浜田，
高田，
永月，
浜田，
”PWM
永月，
制御大電力誘”PWM 制御大電力誘導加熱インバータの開発”
導加熱インバータの開発”，
島田理化技報，，島田理化技報，[5]No.27,2021
No.27,2021
松原，[5]石間，
松原，
”IH
石間，
用高効率
”IH 用高効率
PWM インバータのPWM インバータの製品ラインナップ”
製品ラインナップ”，島田理化技報，，島田理化技報，No.28， No.28，
2023

2023

67

分

主
ワエレ機器

電子機器
同軸・導波管コンポーネント
・通信/給電部品
・通信用コンポーネント・レーダー給電 コンポーネント
・衛星搭載用コンポーネント

ワエレ機器
・溶解/蒸着製品
・熱処理製品・予熱/加熱製品
・接合製品
・高周波電源・薄 加熱製品
・ 装乾燥製品
・高温加熱製品
・ワイヤレス給電製品

通信機器
・衛星通信コンポーネント
・準ミリ波/ミリ波送受信製品
電子機器
・マイクロ波発振器
・高周波電力増幅器
・シミュレータ・マイクロ波/ミリ波アクティ

島田理化技報

集 員会

員長
員長

江

一

野田 幹一

コンポーネント

島田理化技報 No.2（
8 無 転載を ず）
2023年12月8日 発
発

調

四分一

集

石 間
事

米

局

高野

発

人

島田理化技報式会社

鈴地3

https //www.spc.co. p/

立

義

目1

FAX（042）481-8596（代表）
RL

浅 利

2

式会社

TEL （042）481-8510（代表）通員市

島田理化工業

集

市上

員会
5

目1

地1

社

TEL（042）536-3511

和RL https //www.kokyusha.com/