高専

研

究室

紹介

仙台電波工業高等専門学校
電子工学科

園田研究室

仙台電波工業高等専門学校 電子工学科

１．学校・学科紹介

園田研究室

園田

潤

法の誤差を記述する分散関係式を導出するとともに、CIP

仙台電波工業高等専門学校（仙台電波高専）は仙台市青法を使用する場合の最適なパラメータ決定法について提案

葉区愛子にあります（最寄駅は仙山線の愛子駅）。学科構成した。また、CIP 法を高速化する方法として、PC クラスタは、情報通信工学科、電子工学科、電子制御工学科、情報における並列計算アルゴリズムを提案し実装した。この成工学科の４学科（本科）と、電子システム工学専攻、情報果は，電子情報通信学会論文誌に掲載された。

システム工学専攻の２専攻からなる専攻科で構成されます。

（平成18年度専攻科電子システム工学専攻修了・古賀雅典）

仙台電波高専は、他の高専とは異なる電子情報系に特化し１．２ 教育用計算機群を用いた PC クラスタ自動構築シた工業高等専門学校です。学生数は平成21年４月現在、本ステムの開発と電磁界シミュレーションへの応用科803名、専攻科73名で、おおよそ90%が宮城県の学生です。

計算を高速化する方法とこの他、ラオス、マレイシア、インドネシア、ベトナムかして、複数台の PC をネットらの留学生も10名在学しています。研究分野は「広領域基ワーク接続して並列計算機盤技術・科学」を基礎として、電子情報技術を応用した「グを実現する PC クラスタがあローバルネットワーキング技術」、「医療福祉・環境エレク

るが、構築の手間やコストトロニクス」「、次世代電子デバイス技術」に注力しています。

が問題であった。そこで本私が所属する電子工学科は、11名の教員のもと「エンジ研 究 で は、CD/DVD/USB

ニアへの第一歩 うごいて感動 ものづくり」をキャッチフ

等の可搬型記憶メディアから周囲の PC を使用した PC クラ

レーズに、コンピュータ、電子デバイス、電気電子回路なスタを簡単に自動構築できるシステムを開発した。この結どを教えています。電子工学科の特色ある科目は、４年次

果、校内にある80台の PC を２分程度で PC クラスタとしてに１年間かけて行われる「創造製作」です。創造製作では、セットアップできることを示した。さらに、23時間程度を要３、４人が１チームとなり物理量を測定する電子回路およしていた FDTD 法によるレーダシステムのシミュレーショび機構を所定の予算内で作製するものです。製作するだけンが、教育用 PC を20台活用した PC クラスタを用いることでなく、途中に教員やクラス全員の前で発表するアイデアで90分程度に短縮できることを示した。この成果は、電子発表会、設計報告会、製作中間発表会、完成報告会があり、情報通信学会論文誌および電気学会論文誌に掲載された。

プレゼンテーション能力の育成にも力を入れています。

（平成16年度専攻科電子システム工学専攻修了・木村功児、２．研究室の研究内容と成果紹介
私の研究室では毎年おおよそ５名の学生さんとともに、平成20年度専攻科電子システム工学専攻修了・八巻宏太）
１．３ FPGA や Cell Broadband Engine 搭載計算機による FDTD 法の高速化「高精度かつ高速な数値計算手法をベースとした新しい電FDTD 法は電磁界を時間領域で解析する数値解法として磁・光デバイスの創出」を目的に研究を行っています。過広く用いられているが、計算時間がかかる問題があった。

去５年間に専攻科学生と行った研究を以下に示します。

本研究では、FPGA や Cell Broadband Engine 搭載計算機による FDTD 法の高速化を行い、従来の PC に比べおおよ１．高精度かつ高速な数値計算手法に関する研究
１．１ CIP 法の分散関係式による誤差解析とその最適化、並列計算による高速化

そ10倍程度高速化できる新しいアルゴリズムを提案した。
この成果は、電子情報通信学会論文誌に掲載された。
（電子システム工学専攻２年在学中・遠藤翔）

電波や光などの伝搬散乱現象を解析する時間領域の数値解法として、FDTD 法が広く用いられている。近年、数値

２．フラクタル構造を利用した新しい電磁・光デバイスの提案

流体力学の分野で提案された CIP 法が電磁界解析にも適用

２．１ フラクタル状多層薄膜における電磁波伝搬の数値され始めたが、CIP 法の理論的な誤差解析は行われておらず、使用に際して重要な問題であった。本研究では、CIP
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SEAJ Journal 2009. 7 No. 121

計算と実験による解析
EBG や PBG など周期構造を利用した電磁・光デバイス

仙台電波工業高等専門学校
ンを目指しています。この結果、学生による研究発表は過去５年間で、論文誌掲載６件、学会発表33件になりました。
また、これらの学
図２．研究室ゼミの様子

図３．電子情報通信学会教育工学研究

図４．2009 年電子情報通信学会総合会発表等におけ大会（愛媛大学）にて成果発表

る研究成果が認会（香川大学）にて成果発表

められ、電子情報の研究が盛んに行われているが、周期的ではなく自己相似通信学会東北支部長賞４件、映像情報メディア学会東北支性を持つフラクタルにおいても Q 値が大きくなるなど特異部優秀論文賞、電子情報通信学会東北支部優秀論文賞、Cellな現象が生じることが確認されているが、これまで実験とチャレンジ2009自由課題部門１位を受賞しています。

理論の比較が行われていなかった。そこで本研究では、TiO2研究室では、海外協定校のひとつであるタイ王国・キン薄膜によりフラクタル構造を作製し、可視光の透グモンクット工科大学ラカバン校（KMITL）からの１ヶ月過実験と FDTD 法による数値計算とがよく一致することを間の留学生を受け入れています。これまでに留学生と研究確認した。この成果は、IEEE 論文誌に投稿中である。

室学生とによる「無線 LAN アンテナの偏波特性による室（平成20年度専攻科電子システム工学専攻修了・石川風生）内電波伝搬特性」や「気象・構造物による GPS 信号の受信2特性」に関する共同実験を行っています。留学生とは、勉３．学生の様子強以外にも、文化交流や遊びを通じて大変親しくなってお研究室では、プレゼンテーション能力向上を目的に隔週ごとにゼミを行い、研究した内容やその問題点を学生達と議論しています。学会発表の前には研究室内ゼミで徹底的に議論し、学外でも通用する研究内容とプレゼンテーショり、研究室の学生がバンコクの留学生宅を訪問したり、メールでのやりとりが現在も続いているようです。

４．最後に
新「仙台高等専門学校」（通称：国立仙台高専）が発足します。「宮城工業高等専門学校（宮城県名取市）」と「仙台電波工業高等専門学校（宮城県仙台市青葉区）」は、今年10月、高度化・再編され、新しく「仙台高等専門学校」（通称：●スーパー高専「仙台高専」の組織国立仙台高専）として生まれ変わります。

名取キャンパスと広瀬キャンパスからなります。名取キャンパスは4学科、広瀬キャンパスは3学科からな

図５．

ります。従来の2高専からの移行関係は下の図のようになっています。

2007 年 KMITL
留学生と研究室学生

図６．2008 年 KMITL 留学生と研究室学生

図７．仙台高等専門学校・学科組織移行状況●スーパー高専の特徴① 他高専より規模が2倍弱の7学科に拡大され（学生定員280名）、一般科目担当教員を充実します。

SEAJ Journal 2009. 7 No. 121② 入学定員を従来の2倍70名に拡張し、適切な専任教員数が配置された専攻科を設置します。
③ 地域貢献・社会貢献のための専任教員が配置された3センターを設置します。

●内容紹介39