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現代刑事司法の諸問題に関する日英比較研究

我国の刑事司法は戦後改革によって,英米法を範とした当事者主義理念に基づく、司法制度を導入したと言われてきたが、弾劾主義の根幹をなすと思われる陪審制度、私人訴追主義を採用しなかったために、解釈.運用において、特に公判前手続においては、糺問主義的な色彩を現在も色濃く残している。又、英米法と一口に言うが、イギリスとアメリカの制度には大きな違いがあるにもかかわらず、我国の研究者は主としてアメリカを対象としてきたために弾劾主義的刑事司法の母国であるイギリスについては、充分な研究が行なわれてこなかった。そこで、三年間に渡って、刑事司法に関与する人々に焦点を当てた比較法的な研究を意図して、本プロジェクトは組まれた。この国際学術研究を実施するに際しては、長年に亘って交流を行って来た。ブリストル大学法学部・ウェールズ大学法学部のみならず、エイボン・アンド・サマーセット警察、ブリストル法律扶助協会、高等法院、ブリストル治安判事裁判所、ブリストル刑事法院、ブリストル・クラウンプロセキューシロンサービス(検察庁)チェプストー法科学鑑定所などの各関係者から協力を得た。更に、バリスターの養成機関であるインブオブコート・スクール・オブ・ロ-の援助も得ることができた他、大分弁護士会、新潟弁護士会の訪英視察団と行動を共にすることを通じて、日英法曹の問題意識など法意識の違いを比較する機会にも恵まれた。しかしながら、刑事司法の日英比較研究というテーマが、比較的大きなテーマであったために、最終年度に当る今年度は、中心的なテーマに絞って研究を行う必要を感じたために、両国の制度の違いを象徴する陪審制度を中心に協同研究を行うこととした。そのために、8月2日にブリストル大学法学部の全面的な協力を得て、『国民の司法参加』というテーマでミニ・シンポジュームを開催した。このシンポジュームには、日本側からは、鯰越溢弘(新潟大学)、小野坂弘(新潟大学)、本間一也(新潟大学)の他、村井敏邦(一橋大学)、川出(東京大学)、平田元(三重大学)、宗岡嗣郎(久留米大学)、稲田隆司(北海道大学大学院-当時)、四宮啓(千葉弁護士会)の参加協力を得た。ブリストル大学からは、ロドニー、モ-ガン教授他のスタッフ8名が参加したが、英国の陪審制度との比較で常に論議されるドイツ参審制度についても議論する必要を感じたために、ミュンスター大学法学部のネレス教授の参加協力を要請し、参加を得た。このシンボジュームの開催が、今年度最大のイベントであったが、その報告を基に、現在、『イギリス陪審制度の諸問題』として、刊行すべく現在、編集作業を進めている(科研費、出版助成申請中)。その他の出版については、それぞれ、単発的に随時、公刊してきたし、今後も継続する予定である。プロジェクトを実施して明らかになったことは、テーマが大きなものであったために、非常に多くの人々に、研究及び執筆について協力を依頼せざるを得なかったという点である。計画が、不十分であったと言われれば、一言もないが、国際学術研究という未経験のプロジェクトであったこと及び実証的な研究をめざしたこともあって、実際に研究を開始した後でなければ予測不可能なことも多かったことである。その点を考慮すれば、本プロジェクトは、大きな成果を獲得できたと自負している。

ブリストル大学からは、ロドニー、モ-ガン教授他のスタッフ8名が参加したが、英国の陪審制度との比較で常に論議されるドイツ参審制度についても議論する必要を感じたために、ミュンスター大学法学部のネレス教授の参加協力を要請し、参加を得た。このシンボジュームの開催が、今年度最大のイベントであったが、その報告を基に、現在、『イギリス陪審制度の諸問題』として、刊行すべく現在、編集作業を進めている(科研費、出版助成申請中)。その他の出版については、それぞれ、単発的に随時、公刊してきたし、今後も継続する予定である。プロジェクトを実施して明らかになったことは、テーマが大きなものであったために、非常に多くの人々に、研究及び執筆について協力を依頼せざるを得なかったという点である。計画が、不十分であったと言われれば、一言もないが、国際学術研究という未経験のプロジェクトであったこと及び実証的な研究をめざしたこともあって、実際に研究を開始した後でなければ予測不可能なことも多かったことである。その点を考慮すれば、本プロジェクトは、大きな成果を獲得できたと自負している。1.本年度は、日本側から2名英国に派遣し、刑事司法に関連する各種機関の実務に関わる者に面接して聞き取り調査を行った。また、同時に関連資料を研究集会参加などによって収集した。さらに、英国側研究分担者や協力者の援助を得て、今後の研究協力者を開拓することができた。2.英国では、法学者、法廷弁護士などからの聞き取りの他に、研究集会へ参加して刑事事件の処理をめぐる英国における新たな動向に関する情報を入手した。3.英国からの協力者を招聘して研究を一層深めるために民間の研究助成金確保に努力し、1993年9月から10月にかけて日英の刑事事件処理の新たな動向に関して研究集会を開くことが出来た。これには、新潟大学法学部助教授(英国人法廷弁護士)も参加して共同研究集会とすることが出来た。また、刑事司法では重要な役割をもつ法廷弁護士養成に関する情報交換も行った。4.こうした作業を進めることによって、英国刑事司法の実務段階での様々な問題を把握することが出来た。とりわけ、刑事司法の中心となる法律家養成に関する基礎資料を面接や機関訪問によって得られたことは収穫であり、かつ、英国における協力者のネットワークを作ることが出来たので、今後の研究に有益となった。また、このネットワークには、現在新潟大学法学部の英国人助教授も今後入ることにより、一層円滑な情報交換システムを発展させることが可能となった。5.また、刑事司法における裁判外の紛争処理など新たな分野に関する意見交換を、具体的な実務のレベルにおいてすることが出来たのも有益である。1.渡英中の鯰越ならびに葛西は、ブリストル大学の相手方スタッフとの間で本研究に関する協議を行い、本年8月2日に『イギリス陪審制度を巡る諸問題』という題でシンポジウムを開催する準備をおこなった。このために日本側スタッフが日本における陪審制度をめぐる論議の整理・検討を行った。また、鯰越は「Criminal Justice System and Legal Culture in Japan」とのテーマで、エセックス大学にて講演を行い、ブリストル大学以外の研究者との間で意見の交換を行うことが出来ただけでなく、今後の情報ネットを作ることが出来た。2.南方は日本国内で鯰越ならびに葛西は英国において、英国での子どもをめぐる刑事司法の実状に関する情報を収集した。
血球細胞による意志力の低下とその機構の解明

適度なストレスは交感神経系や視床下部ー下垂体ー副腎系を活性化し、生命の維持にとって有利に働く。しかし、過度なストレスやストレスの遷延化は、認知機能の低下や情動変容を誘導し、精神疾患のリスク因子となる。最近では、反復ストレスは脳への血球細胞の遊走・浸潤を促進し、骨髄および末梢血中で血球動態を変化させることが知られている。申請者は反復ストレスにより骨髄から動員された血球細胞が脳内に遊走・浸潤した結果、ミクログリアを活性化するとの仮説を立てた。この仮説検証のための研究を通して、反復ストレスによる情動変容への血球細胞の関与を明らかにし、「ストレスレベル」を反映するバイオマーカーの同定を目指す。
動物多様性の分子機構

多様な体制を持つ多細胞動物が進化しえたのはどのような分子機構によるものだろうか?我々はこれまで、細胞や組織同士のシグナル伝達に加わる遺伝子の重複及び伝達するシグナルの多様性に直接かかわるドメイン構成の多様化は、カイメンの登場以前に既に完了していたことを明らかにした。今年度、これらの遺伝子が、最も原始的な多細胞体制を持つカイメンの生体内でどのような働きをしているのか手掛かりを得るため、カイメンを使用したin situハイブリダイゼーション法の開発を行った。カイメンの組織の脆さなど、いくつかの困難を克服した結果比較的発現量の多い遺伝子に関しては安定した結果を残せるまでになった。残念ながら、脊椎動物で神経軸索の誘導に関わるEphのカイメンのホモログなど、その発現に興味が持たれる遺伝子については必ずしも成功していないが、この技術は多細胞体制の進化の研究に有用であると考えられる。更に、シグナル伝達系にかかわる遺伝子が多様化した時期を限定する目的で、最も多細胞動物に近縁な単細胞原生生物である立襟鞭毛虫からも細胞や組織同士のシグナル伝達にかかわる遺伝子の単離を試みた。昨年までに、細胞間コミュニケーションに重要な役割を果たすチロシンキナーゼなど、動物多細胞化に関連する50種類以上の遺伝子の単離に成功した。今年度、こうした遺伝子を網羅的に単離することを目的とし、立襟鞭毛虫Monosiga ovataのcDNAライブラリを作成し、EST配列解析を行った(理化学研究所阿形研との共同研究)。そめ結果、立襟鞭毛虫と動物の祖先の分岐以前に、細胞間コミュニケーションに関わる遺伝子が既に高度に多様化していたことが明らかになった。更に、受容体型の遺伝子については、立襟鞭毛虫と動物とでリガンド結合部分の構造が全く異なっており、この違いが多細胞化を達成できたかできなかったかの分かれ道になった可能性が示唆された(投稿準備中)。
インクジェット法を応用した接着剤の機能性塗布技術の開発

印刷技術としてプリンターなどに用いられているインクジェット法を、木質材料の接着剤塗布技術に応用する研究を行った。フェノール樹脂接着剤を用いた検討の結果、インクジェット法で接着面内に均質に塗布することで、5g/m2(既存の接着剤量の1/10から1/20)という極めて少量の接着剤量で十分な接着性能が得られること、接着性能が塗布量により規定され、塗布技術によらないことなどを明らかにした。20年度は、今後の実験を進める上で必要となる接着剤調整・塗布量定量方法および標準接着条件の検討を行うとともに、微量塗布に撚り接着可能な接着剤塗布量の下限値を明らかにするための実験を行った。主な研究結果を以下に示す。・準備した接着剤塗布装置は、粘度と表面張力の影響から、市販の水溶性フェノール・ホルムアルデヒド接着剤(以下PF)の原液および水希釈物を安定した塗布できなかった。接着剤を安定的に塗布する方法として、接着剤の液性と接着性能に大きな影響を及ぼさない希釈溶液として水酸化物(NaOH又はKOH)の水溶液を用い、2-3倍に希釈する技術を開発し、安定的した塗布が得られるようになった。・あらかじめ全乾重量を測定した厚紙と風袋を用い、同じ条件でPFを数回塗布後に全乾重量を測定することにより、ごく微量の接着剤塗布量を定量できるようになった・既往の研究で十分な接着力が期待できると考えられた塗布量13g/m^2(固形分量)・接着面全面塗布のPF塗布条件で、表面をプレーナーで2.4mmに仕上げしたカバ・ソード単板を用いた試験片製造条件を検討した結果、圧力1.5M Pa、温度140°C、時間10minの圧締条件と、片面塗布ではこの塗布量で十分な接着が得られないことを見出した。・上述のPF接着剤・カバ単板・圧締条件を用い、十分な接着性能が得られる接着剤塗布量の下限値を求める実験を行った。固形分量で4.3g/m^2というごく少量の塗布量で、ローラーによる80g/m^2の塗布量と同等の常態接着強度・木破率が得られ、72時間の連続煮沸試験後も接着強度を維持する耐水性も得られた。一方で、この量は装置の接着面全面塗り条件の下限値であり、接着剤量の塗布限界がさらに小さい可能性が残ることから、さらに低塗布量での実験に向けて塗布方法を再検討する必要が生じた。H21年度は、昨年の実験で十分に明らかにできなかった塗布量の限界点、及び被着材の表面荒さが接着性能に及ぼす影響などについて明らかにするべく実験を行い、以下のような結果を得た。・同じ塗布液量における樹脂実質量を少なくするため、樹脂を希釈する方法について検討を行った。H20のインクジェット塗布(IJ塗布)が可能な接着剤条件にするため、既に2-3倍程度の希釈を行ったものについて、さらなる希釈を試みたが、市販のフェノール樹脂接着剤(PF)では、白濁が生じるなどの問題があり、H20の条件を大きく上回る希釈条件での塗布は困難であることが明らかになった。・実態顕微鏡及び走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、固形分約5g/m^2で塗布した接着層の顕微鏡観察を行った。実態顕微鏡ではPF塗布部分の色変化により接着層が観察されたが、具体的な接着部分は観察できなかった。SEM観察では、被着材の組織構造の不連続性によって接着層と思われる部分は観察できたが、そこに明瞭な接着剤の痕跡は見られず、IJ塗布による接着剤の存在形態は、木材の乾燥時に抽出成分が作る膜と同程度であると考えられた。・南洋材(ラワン類)の1.5mm厚ロータリー単板を用い、両面塗布で接着層あたりの塗布量約6g/m^2(固形分)、圧締圧力1.5MPa、圧締温度140°C、圧締時間10min(H20年度のカバ実験と同条件)にて3ply合板型試験片を作製し、引張せん断試験法にて接着試験を行った。結果、IJ塗布に平均接着強度は0.69MPa、接着層当たり77g/m^2塗布したコントロール0.82MPaと比べ、15%程度低い値となることが明らかになった。・異種接着剤としてイソシアネート樹脂接着剤をIJ塗布に適用するために、希釈溶剤や希釈倍率など、主として接着剤面から種々の方法について検討を行ったが、現時点では安定的に塗布する方法が得られていない。H22年度は、21年度までに得られた成果を基に、研究目標である木材接着における最低・最適塗布量の解明や機能性接着の可能性検討を行い、以下のような結果を得た。・IJ法微量塗布接着に及ぼす被着材表面性状の影響を検討した。

カバの表面仕上げを超仕上げかんな盤、自動かんな盤、#240および#120のサンダー仕上げと変化させ、塗布量5g/m^2にて試験を行った結果、木破50%を基準にして表面性が接着に及ぼす影響はそれほど大きくないこと、より実用的なアカマツおよびスギのロータリー単板を用いた試験で、要求性能はカバのソード単板に比べ低く、木破に十分な接着性能を得る条件は緩和されることなどを明らかにした。・パターン塗布による接着制御を目的とし、欠膠と接着点が定量的に得られる45°斜線パターンによる塗布実験を行い、5g/m^2の塗布量があれば、規則的な欠膠が生じる条件下でもカバ材でほぼ100%の木破が得られることを明らかにした。このことは、パターン塗布によるさらなる接着剤低減の可能性および微量塗布の接着性能発現機構を明示するものと考えられた。・IJ塗布にフェノール樹脂以外の接着剤を適用するため、p-MDIを用いて希釈方法や希釈倍率の検討を行った。p-MDIは非水系の接着剤のため、希釈にアセトン、酢酸エチル、塩化メチレンを用いて実験を行ったが、有機溶媒により装置の腐食などが発生し、いずれの条件でも噴射できなかった。一方で、パターン塗布により欠膠の存在が接着性能低下の絶対条件ではないことが明らかになったことから、IJ法以外の方法によっても同様の接着が得られる可能性があることが明らかになった。H23年度は、主として22年度3月に行うはずだった研究協力者との実験結果に関する打合せを行うとともに、研究結果の取り纏めを行い、得られた知見の一部について学会等で発表した。
時間分解赤外分光法によるロドプシンの情報伝達過程でのタンパク質間相互作用の解明

本研究は、視物質ロドプシンやファラオニスフォボロドプシン(ppR)などの様々なロドプシンと情報伝達タンパク質(視物質ロドプシンにおいてはトランスデューシン、ppRにおいてはpHtrII)との相互作用を室温において実時間で捉え、その構造ダイナミクスを原子レベルで明らかにすることを目的としている。そのため、本年度は時間分解赤外分光測定系を構築するために、構造変化情報が豊富なバクテリオロドプシンを用いた実験を行った。その結果、マイクロ秒からミリ秒の時間分解能での計測が可能であることを確認し、さらにはこれまでまったく情報がなかったタンパク質内部に結合した水分子のO-H伸縮振動の時間分解計測に成功した。この結果は、現在原著論文を作成中である。また、ppRとpHtrIIとのタンパク質間相互作用については、定常光照射により活性化中間体を蓄積させるという手法を用いることにより、低温である250Kだけでなく、より生理的な温度である293Kにおける赤外分光計測を行うことに成功した。その結果、膜内領域に存在するppRのTyr199とpHtrIIのAsn74の水素結合は温度に関係なく中間体形成に伴って強くなる一方で、ppRの膜貫通ヘリックスの動きは室温に近いほどpHtrIIとの相互作用により阻害されていることを明らかにした。前者の結果はBiochemistry誌44巻2909-2915頁に発表し、後者の結果についてもBiochemistry誌に掲載が決定している。研究代表者は名古屋工業大学工学研究科助手に就任するため、残念ながら視物質ロドプシンやppRの時間分解赤外分光計測には至らずに本研究を終了することとなるが、将来、新たに研究提案を行い本年度得られた結果を糧に研究目的を達成したいと考えている。
応力場開閉型チャネルを有するマイクロカプセルを用いた自己修復複合材料の創製

まず,マイクロカプセル膜厚・寸法を制御する方法をおおまかに確立した.次に,マイクロカプセルの引張破壊挙動のその場観察方法を構築し,本研究で作製したマイクロカプセルの引張強度が77220[MPa]であることを明らかにした.さらに,第三相磁性体混入後除去法や微小針直接貫通法を用いてマイクロカプセルに微小な穴をあけ,静的・疲労負荷によるマイクロカプセル膜上の穴からの核剤流出挙動をその場観察した.まず,マイクロカプセル膜厚・寸法を制御する方法をおおまかに確立した.次に,マイクロカプセルの引張破壊挙動のその場観察方法を構築し,本研究で作製したマイクロカプセルの引張強度が77220[MPa]であることを明らかにした.さらに,第三相磁性体混入後除去法や微小針直接貫通法を用いてマイクロカプセルに微小な穴をあけ,静的・疲労負荷によるマイクロカプセル膜上の穴からの核剤流出挙動をその場観察した.高分子系先進複合材料骨の損傷・劣化に対する対策のコンセプトを根本的に変えるアプローチとして,複合材料内部にセンサ・プロセッサ・アクチュエータの各機能を組み込むことで,自己診断性・自己修復性といった高度な機能を付与することが考えられる.これにより,航空機・船舶・自動車などの複合材料一次構造部材に更なる軽量性・高破壊特性・高信頼性を付与し,ひいては,これらの部材の長寿命化・高燃費化によって地球環境の維持や化石燃料の節約に寄与できるものと期待される.本研究では,応力場開閉型チャネルを有するマイクロカプセルを開発し,これを高分子系先進複合材料に組み込むことで,繰返し損傷の自己修復が可能なスマート複合材料を創製する原理を確立することを目的とした.1年目の成果は,以下のように要約される.1)水中油型エマルジョン中でのその場重合法によってマイクロカプセルを作製する際のpH・温度・混合濃度・反応時間といった反応パラメータを変化させることで,マイクロカプセルの膜厚・寸法を制御する方法をおおまかに確立した.2)透明な母材高分子中にマイクロカプセルを分散させた試験片を作製し,引張試験をおこなった.この際,試験片内部のマイクロカプセルの変形・破壊挙動を高解像度レンズを有する録画システムを用いてその場観察することで,試験片内部のマイクロカプセルの変形・破壊挙動を評価する方法を構築した.3)構築した変形・破壊挙動評価法により,本研究で作製したマイクロカプセルの引張強度が77220[MPa]であることを明らかにした.高分子系先進複合材料骨の損傷・劣化に対する対策のコンセプトを根本的に変えるアプローチとして,複合材料内部にセンサ・プロセッサ・アクチュエータの各機能を組み込むことで,自己診断性・自己修復性といった高度な機能を付与することが考えられる.これにより,航空機・船舶・自動車などの複合材料一次構造部材に更なる軽量性・高破壊特性・高信頼性を付与し,ひいては,これらの部材の長寿命化・高燃費化によって地球環境の維持や化石燃料の節約に寄与できるものと期待される.本研究では,応力場開閉型チャネルを有するマイクロカプセルを開発し,これを高分子系先進複合材料に組み込むことで,繰返し損傷の自己修復が可能なスマート複合材料を創製する原理を確立することを目的とした.2年目の成果は,以下のように要約される.1)前年度に確立した方法で作製したマイクロカプセルに対して,第三相磁性体としてマグネタイトや鉄粉を混入させて除去する方法や微小な針を用いて直接膜材を貫通させる方法を用いて,マイクロカプセルに微小な穴をあけることができた.2)前年度に確立したマイクロカプセルの引張変形・破壊挙動その場観察方法を用いて,透明な高分子中に穴をあけたマイクロカプセルを分散させた試験片の静的引張試験をおこなった.その結果,試験片に100[N]の引張荷重を加えた瞬間にマイクロカプセル膜上の穴から核剤を流出させることに成功した.3)透明な高分子中に穴をあけたマイクロカプセルを分散させた試験片に繰返し負荷を与え,その際のマイクロカプセル膜上の穴からの核剤流出挙動をその場観察した.その結果,核剤を繰返し漏出させることに成功した.
空間非斉次性をもつ双安定反応拡散方程式系の局在パターンのダイナミクスに関する研究

反応拡散方程式におけるパターン伝播現象の研究は、近年外来生物種の侵入のモデルを自由境界問題の研究に端を発し、現在、盛んに研究されている。そのことを受け、本研究では、単安定、双安定、燃焼型のいずれか型の非線形項をもつ単独の反応拡散方程式のStefan問題について研究を行った。自由境界が無限遠に発散する場合、その進行速度に詳しい評価と解の漸近的形状について(1)1次元、(2)多次元球対称、(3)1次元で移流項を含む場合について結果を得ることができた。反応拡散方程式のパターンの伝播に関する研究について,近年外来生物種の侵入のモデルを自由境界問題として定式化しその解の漸近挙動を調べる研究が活発化しつつあり,進行波を基にした現在までの研究と密接に関連を保ちながら異なる側面を見せている。このことを受け,平成23年度後半にこの自由境界問題とそれに関連する文献調査,情報収集を行った。平成24年度はこの生物外来種の侵略問題に端を発する自由境界問題について取り組んだ。具体的には,非線形項がロジスティック方程式のみであったこの自由境界問題において,単安定,双安定,燃焼問題に表れる燃焼型と3つのタイプの非線形項に対し,統一的な視点から漸近挙動を調べた研究についての情報を集め,その結果において,自由境界を表す関数が無限大に発散する場合,自由境界の進行速度(spreading speed)に関する詳しい評価と解の時間無限大での形状が,非線形項のみから定まる関数に近づくことを証明することができた。この研究において,自由境界問題に対応した優解・劣解の構成方法と漸近挙動を詳細に調べるために放物型偏微分方程式の正則性理論を使うことが鍵であった。この研究を行うに当たり,この自由境界問題を専門とする研究者を別予算で長期滞在する機会を得たため,予定を大幅に変更し,平成24年度に交付された予算を次年度に繰り越すことになった。平成25年度はこの長期滞在中に行った研究において新たに生じた未解決問題に取り組む予定である。具体的には(1)空間多次元(球対称)の問題,(2)2種競争系におけるspreading speedの決定,(3)帯状領域おけるパターンの空間伝播を表すStefan問題である。反応拡散方程式のパターンの伝播に関する研究について,近年外来生物種の侵入のモデルを自由境界問題として定式化しその解の漸近挙動を調べる研究が活発化しつつある。非線形項が単安定,双安定,燃焼問題に表れる燃焼型と3つのタイプの場合,主として外来種が全領域に広がる現象に対応するspreadingと外来種が有限の範囲までしか広がらず,次第に死滅していくvanishingという現象の2通りが起こることがDu教授とLou教授によって示された。その結果において, Du教授(University of New England,オーストラリア)とともに, spreadingが起こる,つまり自由境界を表す関数が無限大に発散する場合,自由境界の進行速度(spreading speed)に関する詳しい評価と解の時間無限大での形状が,非線形項のみから定まる関数に近づくことを証明することができた。平成25年度はDu教授との共同研究を高次元球対称の問題へ拡張した。また, Lou教授(同済大学,上海)らが移流項を含む方程式で同様の自由境界問題が研究されていることを受け、研究代表者は兼子氏(早稲田大学)との共同研究により,移流項を含む場合もspreading speedの詳しい評価を得ることができることを証明した。その際,上海のLou教授を訪問し,情報収集を行った。今後,特に中国との研究交流を活発化し,自由境界問題の未解決の問題を取り扱っていく予定である。Allen-Cahn方程式を含む双安定反応拡散方程式は相転移現象や集団遺伝学,神経伝達のモデルなど具体的な現象を記述する方程式としてだけでなく,複雑なパターン形成のメカニズムを説明するための単純なモデル方程式として現在まで様々な研究がなされてきた.特にパターン形成の観点から,解の形状に関する研究が中心に行われている.その中で,進行波と呼ばれる空間内を形を変えずに一定の方向へ進む波の存在とその安定性,また空間内の狭い範囲で急激に値が変化する遷移層という形状をもつ解のダイナミクスの解析や定常解の構成は様々な観点から研究が行われてきた.

これらはいずれも,パターンが空間内をどう伝播するかという問題に関する研究である.私は現在まで双安定反応拡散方程式を1次元の数直線上で考え,方程式に空間非斉次性を含み,その空間非斉次性がパターンの伝播にどのような影響を与えるかという問題について研究を行ってきた.本年度前半では,空間非斉性が数直線上のある区間で退化している場合,その区間上に遷移層をもつ解のダイナミクスに関してすでに得られた研究成果を米国ユタ州で行われた国際会議「SIAM Conference on Dynamical Systems」にて発表すると同時に情報収集を行った.これまで双安定反応拡散方程式のパターンの伝播に関する研究は数直線全体において定義される進行波(速度が0の場合は定在波と呼ばれる)を近似解として用いるものであったのに対し,近年外来生物種の侵入のモデルを自由境界問題として定式化しその解の漸近挙動を調べる研究が活発化しつつあり,進行波を基にした現在までの研究と密接に関連を保ちながら異なる側面を見せている.本年度後半においてはこの自由境界問題とそれに関連する文献調査を行い,空間非斉次性を含む場合への拡張可能性について模索を行った.研究実績の概要で述べた通り,近年,外来生物種の侵入のモデルを自由境界問題として定式化しその解の漸近挙動を調べる研究が活発化しつつあり,進行波を基にした現在までの研究と密接に関連を保ちながら異なる側面を見せていることを受け,別予算でこの自由境界問題を専門とする研究者を長期滞在する機会を得た。そこで,得た結果と今後の方向性について重要な情報を得ることができた。研究の方向性の変更を行ったものの,研究の達成度は概ね順調であると認識している。研究実績の概要で述べた通り,近年,外来生物種の侵入のモデルを自由境界問題として定式化しその解の漸近挙動を調べる研究が活発化しつつあり,進行波を基にした現在までの研究と密接に関連を保ちながら異なる側面を見せていることを受け,その周辺の先行研究について情報収集を行うことができた。その情報収集の中で、スカラーの反応拡散方程式の非線形項のタイプの違いにより、時間無限大での解の漸近挙動を分類する結果があり、今後の研究に関して重要な情報となった。研究代表者が今後,自由境界問題において以下の3点について研究を進めていく予定である。(1)空間多次元で球対称の設定におけるspreading speedの詳細な評価。(2)2種競争系におけるspreading speedの評価。(3)帯状領域におけるパターン伝播を記述するStefan問題の弱解とその漸近挙動。外来生物種の侵入モデルに端を発した自由境界問題においても双安定の非線形項が扱われていることから、空間内のパターンの伝播について自由境界問題と従来の問題との関連性を調べることに重点をおいて研究を進める予定である。パターンの伝播の様子をとらえるための数学的な道具立てとして、特に劣解・優解の方法が有効であり,その構成法についての研究が重要となるものと思われる。平成24年度に自由境界問題で得られた成果をチェコ共和国で開催される国際会議にて発表すると同時に非線形偏微分方程式,特に放物型方程式の時間無限大における漸近挙動を調べる手法に関する情報収集する。今後の研究の方策で述べた問題(1),(2)自由境界問題を含む非線形放物型方程式を専門的とする研究者を,問題(3)については非線形拡散を伴う放物型偏微分方程式における弱解理論を専門とする研究者をそれぞれ訪問し共同研究を行う予定である。
プロパルギルパラジウム錯体の変換反応における複核効果

本研究課題で取り扱うプロパルギルパラジウム錯体は有機金属化学、無機化学、有機化学のみならず合成化学的にも重要な位置を占める化合物でありこの型の錯体を中間体として進行する触媒反応も数多く知られている。本研究においてはこの単核、複核のプロパルギル錯体を単離、同定するのみならずそれらの相互変換が非常に容易であること明らかにした。またこれらの研究過程ににおいて従来知られていなっかた型の反応を見だすことに成功した。例えばその一例として、複核錯体の場合には単核錯体の場合とは異なり中心炭素への求電子付加が進行しパラジウムでは初めての例となる複核ビニルカルベン錯体が生成することを見いだしたことが挙げられる。本年度はこれらの知見を足がかりにさらなる研究の展開をはかった。すなわち1プロパルギル錯体、アリル錯体両者の構造並びに反応性における類似点、相違点の系統的な比較を行うことによりこの分野の今後の研究に対する重要な指針を示した。2複核ビニルカルベン錯体を用いた反応をいくつか見いだした。これらの反応は金属表向における炭素-炭素結合生成のモデルとなるものである。本研究課題で取り扱うプロパルギルパラジウム錯体というのは有機合成化学においても重要な位置を占める錯体であり、この型の錯体を中間体として進行する触媒反応も数多くしられている。本研究においては単なる反応中間体の単離に留まらず、反応系中にて存在可能であると考えられるすべての型のプロパルギルパラジウム錯体を合成しそれらの相互変換が容易に起こり得ることを見いだした。この中には2核錯体も含まれている。またこれらの知見により今までは見過ごされてきた新しい反応が存在することも見いだした。一例としては、2核錯体の中心炭素に炭素求電子剤反応することを見い出した。本反応は、分子間の場合反応効率はそれほどよくないが、分子内反応の場合は非常に効率の良い反応であることが分かった。この際に生成する化合物は新しい炭素-炭素結合を中心炭素上で形成することになる。この反応性は以前にしられていた単核錯体の反応で見られる反応性とは全く逆になっている。本年度に既に発表した内容としては以下に挙げておく。中性の単核η^3-プロパルギルパラジウム錯体の合成と単離さらには構造決定を行った。また、この錯体はη^1-プロパルギルパラジウム錯体の2量体との平衡にあることを見い出した。η^1-プロパルギルパラジウム錯体および白金錯体の異性化がゼロ価金属錯体により加速されることが分かった。この過程においても2核錯体が関与していることが明かになった。
歪量子細線構造を用いる低雑音・高飽和半導体光増幅器に関する基礎研究

本研究は、低次元量子井戸である量子細線における光増幅機構を理論・実験の両面から解明して、将来の光ファイバ通信および光情報処理の基本デバイスとなる低雑音・高飽和に優れた半導体光増幅器実現のための基礎資料を得ること、および将来の半導体光集積回路化応用への基礎を確立し、その学問的基盤を形成することを目的としている。本年度は、光増幅器の本質的性能である低雑音・高飽和特性が、歪量子井戸構造を導入することにより理論的にどこまで向上できるものかを理論的に明らかにすると共に、実際に量子細線・量子箱構造を有する半導体レーザ/光増幅器を試作して、その基礎的特性を明らかにした。まず、歪量子薄膜半導体光増幅器の雑音特性の理論解析から、雑音指数は、無歪が4dB以上であるのに対して、圧縮歪を用いることによって約3.7dBまで、また、引張り歪を用いることによって理論限界(3dB)に近い3.5dBまで低減できることが明らかとなった。われわれの提案している側壁への選択法を用いた半導体レーザ/光増幅器において、再成長界面、電流注入等の問題を改善したところ、この作製法では初めて量子細線のレーザ発振動作(77K、パルス)を達成した。また、この量子細線レーザから、量子細線固有の偏波特性を確認した。EB露光及びウエットケミカルエッチングによって歪量子細線・歪量子箱を作製し、PL測定によりサイズ依存性、歪依存性を調べた。特に圧縮歪量箱において顕著な量子効果が確認された。実際に、歪量子箱を活性層に有する半導体レーザ構造を作製し、初めて、量子箱レーザの発振動作(77K、パルス)を達成した。また、キャリア注入に関しては、歪量子細線レーザのホール捕獲時間の測定を行い、量子薄膜レーザの捕獲時間と同程度の値を得たことにより、量子細線においてもキャリア注入に問題がないことが明らかになった。
途上国における教材研究を通じた問題解決能力育成に資する理数科教育プログラム開発

カメルーン国ヤウンデ市における授業研究プロジェクトのパイロット初等学校および中等学校を対象として,地域の学校・教師・子どもたちの置かれている現実に即し,コンピテンスベースアプローチの理念に基づいた問題解決能力を向上させる理数科教育プログラムが教材研究の手法を用いて開発されることを,現地教育省カウンターパートと共同で支援する。さらに,現地の文脈に即した子どもたちの問題解決能力を評価する評価問題を開発し,問題解決能力の指針を示すとともに,実施された理数科教育プログラムの妥当性及び適用性を検証する。平成30年度は,11月および2月にカメルーンを訪問し基礎教育省および中等教育省のカウンターパートと研究の進捗状況について協議を行った。この際,平成30年9月よりカメルーンの初等教育カリキュラムが大きく改訂され実施を開始したことが判明した。改訂されたカリキュラムに関する情報収集を行い,従来の知識修得型の学習から生徒のコンピテンシーの開発を目的とした学習に大きく変化したことが分かった。それぞれの科目・活動のつながりが断片的であった旧カリキュラムに対し,新カリキュラムでは統合テーマのもとそれぞれの科目・活動が明確に関連付けられている。学習スタイルは,教師中心の知識伝達から統合テーマに基づくプロジェクト学習・協同学習を推進することとしている。授業研究プロジェクトのパイロット校である初等学校および中等学校において理科および数学の研究授業と研究協議を観察した。初等学校においては新カリキュラムの導入に伴い統合テーマのもと理科・数学の授業が展開されていた。中等学校においては授業研究・教材研究の進展に伴い状況問題がより授業目的を反映したものとなっていた。11月および2月にカメルーンを訪問し基礎教育省および中等教育省のカウンターパートと研究の進捗状況について協議を行った。改訂されたカリキュラムに関する特徴として1従来の知識修得型の学習から生徒のコンピテンシーの開発を目的とした学習に大きく変化したこと2それぞれの科目・活動のつながりが断片的であった旧カリキュラムに対し,新カリキュラムでは統合テーマのもとそれぞれの科目・活動が明確に関連付けられたこと3学習スタイルは,教師中心の知識伝達から統合テーマに基づくプロジェクト学習・協同学習を推進するものとすることの3点があげられる。以上当初予定していた調査が実施できたため,おおむね順調に進展していると判断した。平成31年度は,カメルーン基礎教育省および中等教育省を訪問し,平成30年度の調査で明らかになった理数科授業の指導法・教材の現状と課題を共有する。そしてカメルーンの新カリキュラムをふまえ開発した,現地の文脈に沿った問題解決能力を評価するテスト問題を提示し,意見を聴取する。さらにパイロット校において実施するワークショップの計画を提示し,理解を得る。パイロット校において昨年度の調査結果を共有するとともに,新カリキュラムに沿った課題を解決するための理数科プログラム作成を目的として,教材研究ワークショップを実施し,モデル授業案を作成し研究授業を実施する。開発したテスト問題を共有し,子どもたちに身に着けさせる問題解決能力の指針とし,授業導入時の状況問題の改善につなげる。また開発したテスト問題を実施しベースラインデータとする。さらに教材研究ワークショップの効果を検証するため,再度パイロット校において授業研究会およびテストを実施し,授業内容及びテスト結果を分析することにより,理数科プログラムの効果を検証する。10月にカメルーン基礎教育省および中等教育省を訪問し,国家視学官に本研究の実施内容を説明し,理解を求めるとともに協力と支援を要請した。彼らを通じてカメルーンの基礎教育および中等教育の理数科カリキュラム,教科書,初等教育修了試験問題・前期中等教育修了試験問題を収集し,カメルーンにおける問題解決能力は,日常の中という設定における状況問題を解決する能力としてとらえられていることがわかった。授業研究プロジェクトのパイロット校である初等学校および中等学校よりそれぞれ1校ずつを選択し,対象校において理科および数学の研究授業と研究協議を観察するとともに,子どもたちの問題解決能力を調査するための診断テストを実施した。特に中等学校において,授業の冒頭で状況問題が提示されており,日常生活における問題解決が強調されていることがわかった。ただしその状況問題は必ずしもその授業において学ぶべき概念と一致せず,冒頭に提示された授業の中で解決されなかった。つまり授業構成に問題があると考えられる。また診断テストの結果は,子どもたちの概念の応用や推論に課題があることを示唆するものであった。彼らを通じてカメルーンの基礎教育および中等教育の理数科カリキュラム,教科書,初等教育修了試験問題・前期中等教育修了試験問題を収集し,カメルーンにおける問題解決能力の特徴は,日常の中での状況問題を解決することに重点をおいていることがわかった。授業研究プロジェクトのパイロット校である初等学校および中等学校よりそれぞれ1校ずつ選択し,対象校において理科および数学の研究授業と研究協議を観察するとともに,子どもたちの問題解決能力を調査するための診断テストを実施した。特に中等学校において授業の冒頭で状況問題が提示されていることがわかった。ただしその状況問題は必ずしも授業の目的と一致せず,授業構成に問題があった。

また診断テストの結果は,子どもたちの概念の応用や推論に課題があることを示唆するものであった。以上当初予定していた調査が実施できたため,おおむね順調に進展していると判断した。カメルーン国ヤウンデ市における授業研究プロジェクトのパイロット初等学校および中等学校を対象として,地域の学校・教師・子どもたちの置かれている現実に即し,コンピテンスベースアプローチの理念に基づいた問題解決能力を向上させる理数科教育プログラムが教材研究の手法を用いて開発されることを,現地教育省カウンターパートと共同で支援する。さらに,現地の文脈に即した子どもたちの問題解決能力を評価する評価問題を開発し,問題解決能力の指針を示すとともに,実施された理数科教育プログラムの妥当性及び適用性を検証する。平成30年度は,11月および2月にカメルーンを訪問し基礎教育省および中等教育省のカウンターパートと研究の進捗状況について協議を行った。この際,平成30年9月よりカメルーンの初等教育カリキュラムが大きく改訂され実施を開始したことが判明した。改訂されたカリキュラムに関する情報収集を行い,従来の知識修得型の学習から生徒のコンピテンシーの開発を目的とした学習に大きく変化したことが分かった。それぞれの科目・活動のつながりが断片的であった旧カリキュラムに対し,新カリキュラムでは統合テーマのもとそれぞれの科目・活動が明確に関連付けられている。学習スタイルは,教師中心の知識伝達から統合テーマに基づくプロジェクト学習・協同学習を推進することとしている。授業研究プロジェクトのパイロット校である初等学校および中等学校において理科および数学の研究授業と研究協議を観察した。初等学校においては新カリキュラムの導入に伴い統合テーマのもと理科・数学の授業が展開されていた。中等学校においては授業研究・教材研究の進展に伴い状況問題がより授業目的を反映したものとなっていた。11月および2月にカメルーンを訪問し基礎教育省および中等教育省のカウンターパートと研究の進捗状況について協議を行った。
塩ストレス応答・耐性機構を活性化するダイズ機能未知遺伝子の分子生物学的研究

塩ストレス応答性を示すダイズの機能未知遺伝子GmTDF-5は、その過剰発現によりシロイヌナズナの耐塩性を向上させる。最近、タンパク質の選択的分解系であるユビキチンープロテアソームにより、GmTDF-5タンパク質が分解されないと耐塩性が上昇しないことを見出した。「GmTDF-5が作用する耐塩性機構は何か」「なぜ、塩ストレス応答性を示すGmTDF-5を分解しなければ耐塩性が発揮されないのか」、これらの疑問を解くため、本研究ではGmTDF-5が作用する塩ストレス応答・耐性機構を特定し、複数の発現制御システム下にあるGmTDF-5による耐塩性形質の活性化プロセスを解明する。
一次線毛による脳脊髄液産生機構の分子生物学的研究

担当者は本研究課題を通して以下の成果を得た。1) CPECの一次線毛にはNPFFR2が局在し、低濃度のNPFFに対する細胞の応答性を高めていることを見いだした。2) CPECがNPFFのautocrine signalingによってCSF産生量を定常的に抑制していることを見いだした。3) CPECの一次線毛を単離・精製することに成功した。4)一次線毛を持つCPECと従来型線毛を持つ上衣細胞の両方からcDNAライブラリーを作成した。担当者は脳脊髄液の産生を担っている脈絡叢上皮細胞(CPE)が一次線毛を介したシグナル伝達経路によって脳脊髄液産生調節を行っているという仮説を検証するために以下の実験を行った。1、CPEの初代培養系の確立と一次線毛の超微細構造観察および動態観察:CPEの初代培養をマウス、ラットおよびブタで試み、電子顕微鏡観察で一次線毛の同定を行った。さらに細胞が生きた状態で線毛を連続撮影し、動態を観察した。2、脱線毛処理に伴う細胞内cAMPおよび脳脊髄液産生量の変化:抱水クロラールで培養細胞の線毛形成を阻害した後、細胞内cAMPの濃度変化をキットを用いて定量し、脳脊髄液産生量をトランスウェルを用いたアッセイで決定した。3、脈絡叢上皮細胞の一次線毛へ局在する生理活性物質受容体の検索:文献検索によりCPEの細胞内cAMPシグナル伝達に関わると予想された受容体が一次線毛に局在するかどうかを免疫染色で確認した。またゲノムアレイ解析を行い、脱線毛処理に伴って発現が変動する遺伝子群を同定した。成果は以下の通りである。1、ブタCPEの初代培養系を立ち上げ、培養細胞の均質性をCPEのマーカータンパクに対する免疫染色で確認した。電子顕微鏡による超微細構造観察の結果、この細胞が多数の一次線毛を持っていることを確認した。この一次線毛は通常の培養条件では不動であった。2、培養CPEの培地に抱水クロラールを添加して一次線毛形成を阻害すると、細胞内シグナル伝達物質であるcAMP濃度が上昇し、脳脊髄液産生量が増加することを確認した。3、文献検索によって候補として挙げられたNPFFR2がCPEの一次線毛へ局在することを免疫染色で確認した。この受容体をリガンドであるNPFFを投与して刺激すると細胞内cAMPが低下した。またゲノムアレイ解析により、脱線毛処理によって発現が大きく変動する遺伝子群約200種を同定した。一次線毛は真核生物の細胞表面に見られる線維状構造物であり、その形成不全が様々な遺伝性疾患と関連していることが近年明らかにされつつある。担当者は一次線毛の機能不全に伴う先天性水頭症の分子機構を明らかにするために、脳室内で脳脊髄液(CSF)の産生を担う脈絡叢上皮細胞(CPEC)が一次線毛を介したシグナル伝達経路によってCSF産生量を調節しているという仮説を立てた。平成20年度の研究成果は以下の通りである。1) CPECが持つ多数の一次線毛にはNPFFR2という受容体が局在し、リガンドであるNPFFによる刺激に応じて細胞内cAMP濃度を低下させることを示した。また抱水クロラールを用いた線毛形成阻害は、低濃度のNPFFに対する細胞の応答性を低下させた。これは一次線毛に受容体が局在することによってシグナル受容の感度が高められるという新しい動作機構を呈示している。2) CPECがNPFFを発現していることをRT-PCRで見いだし、またNPFFRのアンタゴニストであるBIBP3226がCPECのCSF産生量を増加させることを示した。これによりCPECがNPFFのautocrine signalingによってCSF産生量を定常的に抑制しているという、新たな分子機構を明らかにした。以上の研究成果により、CPECの一次線毛を介したCSF産生調節シグナル伝達解明の端緒が開かれた。更に申請者は、3) CPECの一次線毛を単離・精製することに成功し、また4)一次線毛を持つCPECと従来型線毛を持つ上衣細胞の両方からcDNAライブラリーを作成した。これらの研究成果は、CPECの一次線毛に特異的に存在する受容体群を網羅的に解析し、一次線毛を介したCSF産生調節シグナル伝達の全容を解明するための重要な基盤であり、今後独創性の高い研究を遂行していくための基盤を整えることができた。
動脈硬化症を伴う細動脈を通る血流と赤血球の特異流動

細動脈内の動脈硬化症の進展においては,流体力学的要因が重要な役割を果たすことが報告されているため,細動脈狭さく部における血流を解明することは重要である.従来の動脈内の血流を対象とした研究は大半が大動脈を対象としており,小動脈や細動脈を対象とした研究は数少ない.この原因は,血液中に含まれる赤血球の直径は8μm程度であり,直径が0.1mm程度の細動脈においては血液を均質と仮定できず,構成方程式の適用に限界があるためである.そこで本年度は,これまでに申請者が開発してきた赤血球の分布と変形を考慮できる離散的な数値解析手法(DEM)を用い,細動脈内の狭さく部を通る血流を調べるための数値シミュレーションコードを開発した.そして数値シミュレーションをさまざまなケースで実施し,狭さく部周辺での流れの様子や壁面せん断応力などの諸量を調べた.その結果,冠状動脈や脳内の細動脈における動脈硬化症進展のメカニズム解明に有用な知見を得ることができた.この研究成果は,日本機械学会2002年度年次大会講演論文集に発表されている.次年度は,ルーロー(連銭)構造の形成過程を表現できるよう,数値解析コードを改良する予定である.また,本年度は数値解析と平行して模擬赤血球の定ずり速度下の挙動を調べるための実験装置を製作した.多くの種類の模擬赤血球を試作し,本実験に適したマイクロカプセルの作成に成功した.実験装置はほぼ完成しており,次年度に多くの実験を実施し,数値シミュレーションとの対応付けを行う予定である.細動脈内の動脈硬化症の進展においては,流体力学的要因が重要な役割を果たすことが報告されているため,細動脈狭さく部における血流を解明することは重要である.従来の動脈内の血流を対象とした研究は大半が大動脈を対象としており,小動脈や細動脈を対象とした研究は数少ない.この原因は,血液中に含まれる赤血球の直径は8μm程度であり,直径が0.1mm程度の細動脈においては血液を均質と仮定できず,構成方程式の適用に限界があるためである.そこで本年度は,これまでに申請者が開発してきた赤血球の分布と変形を考慮できる離散的な数値解析手法(DEM)を用い,細動脈内の狭さく部を通る血流を調べるための数値シミュレーションコードを開発した.そして数値シミュレーションをさまざまなケースで実施し,狭さく部周辺での流れの様子や壁面せん断応力などの諸量を調べた.その結果,冠状動脈や脳内の細動脈における動脈硬化症進展のメカニズム解明に有用な知見を得ることができた.この研究成果は,日本機械学会2002年度年次大会講演論文集に発表されている.次年度は,ルーロー(連銭)構造の形成過程を表現できるよう,数値解析コードを改良する予定である.また,本年度は数値解析と平行して模擬赤血球の定ずり速度下の挙動を調べるための実験装置を製作した.多くの種類の模擬赤血球を試作し,本実験に適したマイクロカプセルの作成に成功した.実験装置はほぼ完成しており,次年度に多くの実験を実施し,数値シミュレーションとの対応付けを行う予定である.
新しい無線通信方式を実現する空間波動信号処理アクティブアレーアンテナの研究

従来の無線通信システムでは積極的に利用されてこなかった電磁波の空間パラメータである偏波を積極的に活用するために,ガンダイオード発振器と偏波切替用の変調器およびアンテナを一体化したアクティブアレーアンテナについて検討した.発振器と変調器を一体化したアクティブアレーアンテナの構成法として,大きく3つのタイプに分けて検討を進めている.1番目のタイプは,4つの発振器を結合回路を介して相互に同期させるとともに,結合回路に偏波切替変調機能を持たせるものである.また,2番目のタイプは,2つの発振器を結合回路で相互に同期させるとともに結合回路に組み込んだスイッチにより偏波を切り替えるものである.さらに,3番目のタイプは,4つの出力を持つ1つのマルチポート発振器にそれぞれアンテナ素子を接続し,水平または垂直偏波用の信号の位相を180度反転することにより偏波を切り替えようとするものである.本年度はまず,1番目のタイプとして,4つのガン発振器を変調器を組み込んだ結合回路を用いて同期させることについて検討した.各発振器の出力電力・位相について試作検討を行い,4つの発振器が同期することを確認した.今後,アンテナ素子を接続してその特性について検討する.また,3番目のタイプとして,昨年度試作したアンテナを更にブラッシュアップし,国際会議で報告するとともに,性能向上にむけた新しい構成法を考案し,学会大会で発表し,国際会議に投稿した.また,もう一つの空間パラメータである電波の伝搬方向,すなわち,アンテナの指向性を活用するものとしてこれまでの成果を取りまとめ,RF信号処理による入力振幅比制御型2軸指向性可変アレーアンテナを招待論文として出版した.発振器・変調器と平面アンテナを一体複合化することによって高周波(RF)領域で送信信号を信号処理する偏波切替え機能を有するアクティブアレーアンテナについて検討した.計画では,3つのタイプのアンテナについて検討することとしており,本年度は1番目のタイプのアンテナの検討に着手した.また,昨年度検討した3番目のタイプのアンテナについては新しい構成を提案し,シミュレーション及び試作によりその特性を把握し,実現性を確認した.また,昨年度検討したアンテナについては特性改善を行い,国際会議で報告した.さらに,偏波に加えてもう一つの空間パラメータである電波の伝搬方向を制御するアンテナとして,マジックTに入力する3つの信号の振幅比によって指向性を2軸可変にする新しい2軸指向性可変アンテナについて招待論文として出版した.これらの検討結果は,招待論文1編,査読付き国際会議1件,国際会議招待講演1件,国内会議2件で発表している.以上より,概ね計画した通り順調に進展していると判断した.本年度は,検討を進めている3つの構成のうちの第3の構成であるマルチポート発振器と位相変調器を一体化した偏波切替え機能を持つアクティブアレーアンテナについて特性改善を行い,国際会議で発表するに至った.また,マルチポート発振器と位相変調器を一体化したアクティブアレーアンテナの性能向上を目的として新しい構成法を考案し,その実現性を確認し,学会発表を行った.さらに,4つの発振器を結合回路を介して相互同期させる第1の構成について検討を進めた.この第1の構成では,周波数同期を確認したが,出力電力がアンバランスであり,位相関係を精度よく実現することができていない.このため,今後はこの第1の構成についてさらに検討するとともに,マルチポート発振器と位相変調器を一体化した第3の構成について,特性改善を図り学会発表及び論文出版を目指す.従来の無線通信では積極的に用いられてこなかった電磁波の空間パラメータである偏波を積極的に活用するため,ガンダイオードを用いた高周波発振器と偏波切替用の変調器およびアンテナを一体化したアクティブアレーアンテナについて検討した.発振器と変調器を一体化したアクティブアレーアンテナの構成法としては,大きく3つのタイプに分けて検討を進めている.1つ目のタイプは4つの発振器を結合回路を介して相互に同期させるとともに,結合回路に装荷した非線形デバイスを制御することにより偏波変調を実現しようとするものである.また,2つ目のタイプは2つの発振器を結合回路で同期させるとともに結合回路に装荷したスイッチにより偏波を切り替えようとするものである.さらに,3つ目のタイプは4つの出力端子を持つマルチポート発振器にそれぞれアンテナ素子を接続し,水平または垂直偏波用の信号を変調することにより偏波を切り替えようとするものである.本年度はまず2番目のタイプとして,2つの発振器と変調器を組み込んだリングスロットアンテナによる構成を提案し,リングスロットアンテナを介して2つの発振器が同期して発振すること,リングスロットアンテナに装荷したPINダイオードによるスイッチングで±45度の偏波が切り替えられることを確認し,論文として投稿した.さらに,3番目のタイプとして,4出力マルチポートガン発振器とPINダイオードスイッチを用いた位相変調器,そしてこれにアレーアンテナを一体集積化した構成について検討し,その基本的な検討結果を研究会および学会大会で発表した.さらに,電波の到来角度を2軸で推定できる到来角推定アンテナを新しく提案し,論文として発表した.マイクロ波回路と平面アンテナを一体複合化することによって高周波(RF)領域で送信信号を信号処理する偏波切替え機能を有するアクティブアレーアンテナの3つの構成法について検討した.その結果,複数のガン発振器とスイッチ機能付き結合回路により偏波切替え機能を持つアクティブアレーアンテナが実現できること,マルチポート発振器と位相変調器を一体化した偏波切替え機能を持つアクティブアレーアンテナが実現できることを確認した.