高級合研究所ILABORATORY Ministry of Posts & Telecommunications Japan 1996 //
通信総合研究所のあらまし
当所は19世紀の逓信省電気試験所を前身とし、第二次大戦後の複雑な変遷を経て、昭和27年8月郵政省電波研究所として発足し、電波のみならず、電気通信、宇宙科学など広く研究を行ってきました。昭和63年４月には、電波研究所から通信総合研究所へと名称を改め、情報通信を担う唯一の国立研究所として情報、通信、電波の各分野にわたって、基礎から応用まで幅広く研究を行うことにしました。そして、平成元年５月末、電気通信フロンティア技術開発を中心とする先駆的、創造的な基礎研究実施の拠点として関西支所をその陣容に加え、鹿島、平磯の両支所を新たに関東支所として統合強化しました。さらに、平成2年度には関西支所に新研究庁舎の整備を行い、新たに2研究室を増設し、研究環境・研究活動の充実を図ります。当所は、21世紀を目指した主要研究分野として下の五つを選び、高度情報社会を支える基盤技術の研究に精力的に取り組んでいます。当所の予算は45億円、定員は423名です。
通信総合研究所の機構
だ  B   es良既B -企画関斉部-年画国際協力調査室通信技術調斉室情報管理部-情報管理課電子計算機室電波観測管理室統合通信網研究室-総合通僖部-通信系研究室放送技術研究室電磁環境研究室衛星通信研究室移動体通信研究室-宇宙通信部-宇串技简研究室衛星間通信研究室通信技師邸- -信号処理研究室通信方式研究室-通倡装置研究室電磁圏伝数研究室所長AX H及長総合研究官電波応用部電波計測研究室光計測研究室宇宙環境計測研究室電磁波利用研究室原子標準研究室周波数・時刻比数研究室標準測定部測定技術研究室周波数標準課酸正検定課第一特別研究室第二特別研究室第三特別研究室理 第二宇宙通信研究室第三宇宙通信研究室通信摩害予報研究室太陽電波研究室知覚機構研究室知識処理研究室関西支所所知的機能研究室関西先端研究センター超電導研究室コヒーレンス技術研究室-電磁波分光研究室稚内電波観測所秋田電波観測所犬吠電波観測所山川電波観測所冲縄電波観測所l通信情報-電波媒質研究室大気圏伝線研究室Bi第一宇宙通信研究室鹿島平田浦一七I的通信の研究HIGHLY INTELLIGENT COMMUNICATIONS高度情報社会の発展に即応して「いつでも、どこでも、誰とでも、そしてどのようなメアイアとも通信ができる」という通信の究極の形態を実現するための基礎から応用までの研究を行っています。このためには、光ファイバ通信、衛星通信などの有無線通信技術と情報処理技術を融合させた幅広い研究を行う必要があります。例えば、非常にたくさんの情報を利用者が選べるような、有無線通信を統合した高機能ネットワーク、人とネットワークの対話を深めるネットワークヒユーマンインターフェース、高品質な通信や放送を目指したディジタル信号処理技術及び通信装置の研究を進めています。また、自動車電話に代表される陸上移動通信のより高度なサービスのための通信システムの研究を行っています。また、地上からのマイク□波送電で高度20kmの成層層に無人航空機を飛ばせて無線中継を行う成層圏無線中継システムや、電波雑音等の電磁環境の研究を行っています。
超多元接続・可塑的ネットワーク▶
未来の電気通信ネツトワークは、数百万規模の利用者に対して映像などの広帯城情報を相互に提供したり、通信網に学習機能を持たせて利用者の要求によりサービス内容を変化させていく技術（可塑的ネットワーク）が必要となります。このため、超広帯域各元交換の用御技術や、利用者の要求を通信網が理解し、自動的に自分自身を再構成する方式の研究を行っています。ネットワークヒューマンインターフェース▶ネットワークとユーザとの対務モデルをもとに、各様なメディアを用い、ユーザの意図を理解する対話システムの開発を行っています。そのための知識要現や推論の枠組みについての研究を行います。
▲臨上移動通信方式の研究
臨上移動通信のための準マイク口波帯の開発は、既利用周波数帯のひつ迫解消の他、新周波数帯での新システム／サービスの導入を可能とします。そこで、陸上移動通信の高度化を目指して、その表現の鍵となる高速・高品質・高能率無線伝送技術を対象に、各種の基盤技術の研究開発を行っています。特筆すべき研究成果に陸上移動通信用ΩAM方式の開発ガあります。
▲成層層無線中継システムの研究
地上からのマイクロ波電力伝送により、成層層の高度約20kmに無人航空機を周囧させ、これを無線中継基地とする簡便で経済的な広域移動体通信システムの開発を目指す研究を行っています。この無線中継基地は、その他にも災害に強い通.倡・放送システム、不法無線局の高精度探査、大気及び宇宙観測等、多方面に利用できます。
▲平面アンテナの基礎研究
小形、軽量で薄型という特徴を持つた各種平面アンテナの研究・開発を行っています。これまでに衛星用、航空機用、移動体用の平面アンテナを開発してきました。今後も、ミリ波通信用や電力伝送用アンテナの開発及び超伝導アンテナの基礎研究を行っていきます。
△電磁環境の測定
電子機器等から発生する電磁波の量は増え続けており、無線通居にも深刻な影響を与えています。このような電磁環境の実態を把握するために、電波や電波雑音の強度などの測定を行っています。 3 •生体情報の研究HUMAN AND BIOLOGICAL INFORMATICS近年のライフサイエンスの急速な進歩は、人間の脳の働きや、分子、細胞レベルでの生体の優れた機能を明らかにしつつあります。このような機能を学び、これを利用することにより、情報通信の高度化を図ることが可能です。このような視点にたち、人を含む生体の優れた機能や人の優れた知能に学ぶことに重点をおき、人の知的活動を本格的に支援できるシステムの構築や、視聴覚情報の効率的な処理・伝送を目指して研究を行っています。また、将来のバイオ茶子、バイオデバイスを目指した基礎研究として、生体と電磁波との相互作用をはじめとする生体物性・情報機構の研究を行っています。これらの研究は郵政省が推進している電気通信フロンティア研究と密接に関連しています。 △視覚情報の高能率伝送技術の研究画像は、膨大なアータ量があるため通常の通信回線では送ることができません。そこで、画像通倡の普及を図るため、面線情報のテータ量を圧縮して、伝送し易くするための研究を進めています。方式には、テータの冗長性を減らす方式と、人間が読み取ることのできない情報を取り除く方式があります。 △視聴覚情報の高度処理と知的機能の工学的実現生体の知覚機構に学び、その工学的な機能モデルを考案することにより、視聴覚情報に関する高度な処理技術を開発しています。また、学習・連想などの知的機能のモデル構築とそれらの工学的実現を目指しています。現在は、音韻魔別・既音器魔・深い意味理解、画像の特徴抽出、神経回路網モテルのための並列処理などを研究しています。
生体の電磁廊酱の研究や
生体機能に対する電磁波の作用を調べるために、車軸藻と呼ばれる巨大な細胞を持つ藻に響磁波を照射し、膜電位や膜電流の変化を計測します。ミクロでランダムな細胞膜イオンチャネルの開閉がマクロな秩序ある膜電位変動リズムとなって現れる現象を通して、生体特有の情報伝達・処理機能の研究を進めています。有人宇宙時代通信の研究COMMUNICATIONS TECHNOLOGY IN THE MANNED SPACE ERA 21世紀には宇宙における有人活動がますます盛んになると予想されます。その時、宇宙空間を舞台にした通信や制御は、人類の宇宙活動を支える基盤技術として重要な役割を演ずることになります。そして、その通信は、月や惑星なども含んだ三次元的な通信ネットワーク、超遠距離通信といつた特徴をもつため、従来の宇宙通信技術の単なる延長ではなく、来たるべき有人宇宙時代に備えて新しい宇宙通信の研究が必要となります。このため、これまで塔つた衛星通信・放送技術を生かした移動体衛星通信技術、衛星間通信技術、光宇宙通信技術などの研究を進めています。また、腕時計型送受信機による通信を目指した超小型衛星通信局の研究も進めています。将来は、宇宙居住施設（スペースコロニー）内での通信やコロニーどうしの通信、月・惑星基地やそれらに向けて航行中の宇宙船との通信などに、研究分野を広げてい＜予定です。
▲メツセージ通信用携帯地球局
メッセージ通信用携帯地球局はETS-V／ EMSS実験で使用する地球局のうちで最も小型軽量な地球局で、アタッシユケースサイズで片手で簡単に持ち運びできるものです。衛星通信としては極めて低宮慶(100bps)の通信方式で、メツセージを相互に送受信することができます。粉末はハンアイートランシーバ程度の大きさが実現可能です。
▲陸上移動衛星通僖実験車
移動体衛星通信を、船船・航空機のみならず、自動車等の陸上移動体へ導入する気運が世界的に高まっています。当所では、この燈上移動衛星通信実験車を用い、移動体衛星通想の略問題の解決と各種方式の陸上移動通過装置の開発を行っています。 6
▲ ETS-VIによる高度衛星通信安験
1993年に打ち上げ予定のETS-VIにSバンド（2  GHz帯）、ミリ波帯及び光の通信装置を搭載し、実験を行う計画が進行中です。これらは、将来の衛星間通過技術の開発を目指すものです。 Sバンドを使つた実験では、紅高度衛星との通信実験を行い、ミリ波帯及び光では地球局との間で基本実験を行います。また、ミリ波帯ではバーソナル衛星通信の実験も行います。
将来の衛星通信や
移動体通信と携帯形バーソナル通信とVSATが融合した21世紀指向の準ミリ波帯及びミリ波帯衛星通偲システムの研究を行っています。このシステムが完成すると、携帯電話を利用する感覚で日本中のどこでも、壁とでも、いつでも、音声の他、テレビ電話、バソコン通信、FAXなどが利用できます。また、府来型の広帯域HDTV放送や地域別衛星放送などが可能な新しい周波数帯（22GHz）を使用する高度衛星放送システムの研究も行っています。
宇宙ステーションにおける理工学通信実験概念図▶
アメリカ、日本、カナダ及びヨーロッパが共同開発する学由ステーション上で、大型のアンテナをロポットアームを使って組み立てる予定です。また、このアンテナを用いたミリ波や光通信による大容量のアータ伝送実験及びレーダによる地上降雨観測等の地球観測実験を検討しています。
▲衛星間データ中継用マルチビームアンテナ
複数のユーザ衛星からのアータを同時に中継する衛星間アータ中継システムにおいては、マルチピームアンテナが使用されます。このため、 19素子のマルチピームフェーズドアレイアンテナの研究・開発を行ってきました。写真は、開発したアンテナを近傍界測定システムを用いて試験しているところです。この成果に基づく2  GHz帯通信機器を1993年に打ち上げ予定のETS-VIに搭載し、衛星間通信実験を行う予定です。 4宇宙光通信地上センターでの研究の概念図宇宙光通信地上センターは、衛星の高精度位置決定とレーザ測距、光通信実験、天体観測、レーサレーダによる大気観測、惑星大気観測等の研究を行える多目的宇宙光学研究施設です。
▼1.5ｍ 4望遠鏡及び高速駆動制御装置
宇宙光通信地上センターの中心設備は、直径11mのドームの中に設置された最新鋭の口径1.5mの望遠鏡です。多目的利用を図るため、この望遠鏡はワーア、ナスミス、カセグレン及びベントカセグレン焦点の選択ができるようになっていて、レーザ等の大型の付加装置は踏下にあるワ◄赤外線カメラと可視ＣＣＤカメラの画像宇宙光通信地上センターの1.5mる望遠鏡で観測した面接で、左は、機向き銀河（NGC4594）の赤外線画像（波長2.2ミクロン）、右は可視CC Dカメラによる静止衛星（ETS-V）画像です。 7物性・材料の研究MATERIAL SCIENCE AND QUANTUM DEVICES情報通信分野における物性・材料技術の重要性は近年ますます高まってきました。当所においても、電磁波と物性の相互作用の研究を通して、電磁波の発生・利用に関する各種新技術の研究開発を行ってきました。これらの中では、最近特に注目を集めている高温超伝導現象を利用した電磁波検出器やアンテナの研究、新しい波長帯でのレーザの開発（真空紫外光）、さらに、従来のレーザにはない新しい特性の光（スクイーズド光）の研究を進めており、これらは電気通信フロンティア研究開発と密接に関連しています。また、当所は日本の周波数と時刻の標準機関として、レーザ技術を用いた超高安定な周波数標準器(原子時計)の開発や、イオンをほぼ静止させ長時間、電磁波と相互作用させることで超高分解能の分光が可能になるイオン蓄積技術の研究も行っています。このような研究は、現在に比べ格段に高速・高性能な将来の電気通信技術実現のための重要な基礎技術となるものです。薄膜ジョセフソン素子を用いたサプミリ波帯電磁波検出・ミキシングやジョセフソン素子は、サプミリ波帯高感度検出器として有力です。応答速度を上げるため従来は点接触型寒子が用いられていましたが、薄膜型紫子でミキサー動作用波数の上限を高める実験を行っています。写真はYBCO粒界ジョセフソン接合のサプミリ波帯電盛波応答実験系です。
△超伝導導膜デバイスの研究
ミリ波以上の高い周波帯におけるミキサー、発振路等への応用を目的として、二才プ系の材料を主とした超伝導導談テバイスの開発を行っています。左の写真は5段直列ジョセフソン素子で、伝送線路の模失を少なくするためダイポールアンテナと一体化しています。右の写真はアバイスを開発しているクリーンルームです。 ◄光励起セシウム標準器の研究周波数羅度向上を図るため、原子のエネルギー順位選別及び検出にレーザを用いた光励起型セシウム標準器の開発や、そのために必要な基礎的研究を行っています。 ◀イオン蓄積とレーザ冷却の研究超高分解能分光を実現し、周波数標準の高確度化等に寄与するため、イオンを空間的に閉じ込めるイオントラップや、レーザ冷却技術などの基礎的な研究を行つています。 ▼スクイーズド光と真空紫外光の研究スクイーズド光は、レーザ光よりもさらに雑音の小さな従来にない性質を備えた新しい光です。真空紫外域の連続発振光は、非線形結晶を用いてレーザ光の周波数混合等を行って発生させます。これらの光を用いると測定精度の限界の向上や、光通信容量の増大、超高分解態分光などが期待されます。 ▲圧觸型ＧＢ：Ｇａ半導体検出器の研究光と電波の携界領域のサプミリ波利用のため、半薄体察子を圧縮し歪を加えることにより波長200ミクロンまで感度を持たせた組高感度圧縮型ＧＥ：Ｇａ漫赤外線検出器技術の研究を進めています。写真は衛星搭載宇宙観測用の圧縮型G e ：G a検出器3楽子アレイで、100〜200ミクロン帯で世界最高の検出能力を持つています。 9星糸環境の研究SPACE AND EARTH SYSTEM SCIENCE 21世紀には、人類の活動は地球上だけでなく、地球外の宇宙空間や月・惑星までも広がり、今日では想像もつかないほど活発になることが予想されています。人間活動の活発化に伴って地球環境や生物圏が変化することも心配されています。これらに対処するためには、地球上の生命の源である太陽が地球に及ぼす影響や、宇宙空間の物理現象を研究すると共に、地球全体のシステムやメカニズムを解明することが必要不可決です。そのために、高度リモートセンシング技術や超精密計測技術の研究開発、それらを駆使した地球や宇宙の総合的な観測、宇宙環境の変化を予報する宇宙天気予報システムの開発等を進めています。
▲34m $アンテナ
西太平洋電波干渉計の本土局には鹿島宇宙通信センターに建設された直径34ｍの大型パラポラアンテナガ用いられます。このアンテナはVLBIだけでなくバルサーを始めとするいろいろな天体電波源の観測にも用いることができます。 GPS（全世界測位システム）による精密測位▷ GPS衛星の電波を用いて、２局間の距離を数㎝の高精度で測定するシステムを開発しています。距離数百㎞までの精密測位や時刻比較が、VLBIより簡単にでき、地震予知に役立つことになります。また、衛星の位置を精密に求める実験も予定しています。
▲西太平洋電波干渉計計面
わが国の太平洋側で起こる巨大地震は太平洋プレート及びフィリピン油プレートが年間数απづつ日本列島の下に沈み込んでいるだめだと言われています。南鳥島と南大東島にVLBI（大型電波干渉計）局を配置し、本土局との間で実験を行うことによって日本国内でこのプレート運動を測ろうというのがこの計画です。
△宇宙天気予報
このところ太陽の活動が活発なので宇宙作業の際は欧射線にご注意ください。厚い大気圏の外には雨や台風がない代わり、宇宙機器を故障させたり人体に危害を与える危険な粒子や放射線が飛び交っています。宇宙天気予報の役目は、太陽の活動と関係したこれら宇宙環境の姿化を地上の観測網や人工衛星の観測アータから秦早く予測し、宇宙ステーションなどに伝えることです。予報薬務の運用は日本の宇宙往還機などが実用化する21世紀初めまでに開始する予定です。 ▲短波長ミリ波分光放射計による地球環境の観測最先端の電波技術を地球環境の保全に役立てるために、 200GH Z以上のミリ波高感度ラジオメータ／スペクトロメータを開発します。この装置は、上空のオゾンや一酸化塩素（フロンから発生するオゾン層破壊物質）等の微量ガスから放射される微弱なミリ波を受傷してそれらの濃度分布を測定し、オゾン層破壊などの原因を解明します。太陽風は太陽から吹き出す高速のプラズマ流であり、地球の電磁圏に大きな影響を与えます。太陽風中を通過してくる電波量の電波のシンチレーションを測定し、太陽風の特性や変動を観測しています。また太陽風の性質を調べるため、電磁流体の物理過程をシミユレーションによって、研究しています。太陽風の影響によって発生する地球電磁圏の優乱を、電波を用いた各種の方法で観測しています。 ▲ TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission;熱帯降雨観測衛星）計画地球的規模の異常気象、気候変動、熱収支及び水循環等を決定する重要な要因である熟帯地方の降雨を宇宙から観測するためにTRMM計画を日米共同で推進しています。当所は、宇宙からの世界最初の降雨レーダを実現するための研究を行っています。 0 0マイクロ波放射計1つ可視・赤外放射計①降雨レータ　⑦各種センサの瞬時視野及び走査幅d CO 2コヒーレントドップラライダー▷ライダー（レーザレーダ）はバルスレーザ光の後方散乱光により、大気の賭情報を得ようとするものです。散乱されたレーザ光は、大気の運動によるドップラ効果を受けて周波数が変化します。このライダーはその周波数変動をヘテロダイン（コヒーレント）検出により受信し、視線方向の風速を得ます。当所ではこのライダーを用いて大気運動の研究を行っています。
4南極観測
南極は宇宙への窓とも呼ばれ、太陽風のエネルギーが直扱入り込んで、オーロラ活動やそれに伴う激しい電磁圏の優乱が発生するところです。昭和基地で、電離層垂直観測、オーロラのレーダ観測、宇宙電波の吸収の観測、衛星電波による電離圏観測などを行い、これらのアータを基にして極域電磁圏の研究を行っています。極域の覆乱は中緯度電難圏にも大さな影響を与えます。
▲短波海洋レータの開発研究
陸上から短波帯の電波で祖の波を観測すると波高はもちろん海流、海の上を吹く風といった懐々な酒洋情報ガ二次元的な広がりを持って引き出せます。従来酒洋観測に使われていたプイや船舶とは異なり、陸上に置いたレーダで沿岸から100km以内の海洋情報がリアルタイムに観測でき、海洋リモートセンシングの有力な手段になります。短波酒洋レーダは酒難救助、漁業、海洋開発、レジャー等の広い分野に応用できます。
情報サービス業務
△電離層定時観測
時々刻々変化する電子密度の分布状態や、電離層伝搬に必要な情報を取得するために、15分ごとに上空に電波を発射して、電離層の定時観測を実顔しています。観測は、稚内、秋田、国分寺、山川、沖縄、南極昭和基地の6カ所で行われています。
▲無線機器の型式検定及び較正
酒上人命安全条約や電波法などに基づいて、船船用数命無線燃、レーダ、自動車無線電話機等の型式検定を行い、電気通傷監理や電波利用の促進に役立てています。
×▲▼振準電波の発射業務
当所は、わが国の周波数と時間の標準及び標準時を設定し、それらを標準電波にのせて放送しています。また、国際的な取決めにしたがい、うるう秒調整を実施し、協定世界時（UTC）と地球自転時（UT 1）との整合も行っています。標準電波の放送周波数は、2.5、5、8、10、15MH Z (J J Y)、及び40kHz (JG2AS)です。
4電波摄乱予報のテレホンサービス
当所では短波伝繳状況に加え、電波獲乱予報のテレホンサービスを行っています。その内容は伝激予報に必要な太陽黒点数、太陽及び地磁気活動の概況、異常現象速報などです。全国７カ所に設置したサービス用電話により利用者に提供しています。ウルシクラム放送当所は、ウルシグラム（電離層や地磁気、太陽、宇宙線等の観測テータ）の西太平洋地域の警報センターとして、世界日警報とウルシグラム情報を、アジア全域へ、祖日放送（10.415MH Z、15.950 MHZ）しています。それらのテータを一般に公開しています。
通信総合研究の出版物
1. CRLニュース(月刊) 2．通信総合研究所年報(年1回) 3.通居総合研究所季報(孝刊) 4. Journal of the Communications Research Laboratory      (年３回) 5. Ionospheric Data in Japan （月刊） 6. Standard Frequency and Time Service Bulletin (月刊) 7. Catalosue of Data in World Data Center C2 for Ionosphere (年10) 8. Ionospheric Data at Syowa Sta- tion (Antarctica) (年2回)