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大平 孝(おおひら たかし)

所属 電気・電子情報工学系
兼務 未来ビークルシティリサーチセンター
職名 教授/未来ビークルシティリサーチセンター長
専門分野 波動工学 / 高周波回路 / 移動体電力伝送
学位 工学博士(大阪大学)
所属学会 IEEE Fellow / URSI Fellow / 電子情報通信学会フェロー
E-mail ohira@
※アドレスの末尾に「tut.jp」を補完してください
研究室web http://www.comm.ee.tut.ac.jp//
研究者情報(researchmap) 研究者情報

研究紹介

人類が共有できる永遠のメディアである「電波」。電波は放送・通信・センシングさらにはエネルギを伝送する手段として大きく期待されています。本研究室では可変指向性アンテナとその電波応用技術を開拓しています。また、培ったICT技術をグリーンイノベーション分野へ活用して、太陽光や風力で発生した直流エネルギを家庭用交流電力に効率よく変換するインテリジェントパワー技術、さらには、主要幹線道路を電化してどこまでも走り続けることのできる新しい電気自動車の研究も進めています。

<最新記事>

[1] 大平 孝「電界結合ワイヤレス電力伝送」MOTORエレクトロニクス, no.10, pp.93-102, 2019年4月.

[2] 大平 孝「ワイヤレス電力伝送の基礎」RFワールド, no.43, pp.17-29, 2018年8月.

[3] 大平 孝「スミスチャートの縮尺とポアンカレ距離」電子情報通信学会誌, vol.102, no.4, pp.359-361, 2019年4月.

[4] 大平 孝「トランスレス変成器は理論的に可能か」電子情報通信学会誌, vol.100, no.10, pp.1134-1137, Oct. 2017年10月.

[5] 大平 孝「ラジオの基本:AM検波の超越方程式」電子情報通信学会誌, vol.100, no.2, pp.134-137, 2017年2月.

テーマ1:電波到来方向探知

概要
図1 手のひらサイズ「電波到来方向探知器」

アンテナ指向性をコンピュータで制御することで、電波が到来する方位を推定し、相手の位置を探知する技術を開拓しています。技術のポイントは、1)手のひらサイズの可変指向性アンテナ「エスパアンテナ」、2)遮蔽物などで直接波が届かない場所からもホーミングしたり、周囲からの反射波がある環境でも発信源の方向を高い分解能で推定するアルゴリズムです。

主な業績

[1] C. Sun, J. Cheng, and T. Ohira, Handbook on Advancements in Smart Antenna Technologies for Wireless Networks, ISBN978-1-59904-988-5, Hershey: IGI Global, July 2008.
[2] C. Sun, A. Hirata, T. Ohira, and N. Karmakar, "Fast beamforming of electronically steerable parasitic array radiator antennas: Theory and experiment", IEEE Trans. Antennas Propagation, AP-52, 7, pp.1819-1832, July 2004.
[3] E. Taillefer, W. Nomura, J. Cheng, M. Taromaru, Y. Watanabe, and T. Ohira, "Enhanced reactance-domain ESPRIT algorithm employing multiple beams and translational-invariance soft selection for direction-of-arrival estimation in the full azimuth", IEEE Trans. Antennas Propagation, AP-56, 8, pp.2514-2526, Aug. 2008.

キーワード

小型スマートアンテナ,電波信号処理,方向探知

テーマ2:電化道路電気自動車:石炭、石油、電池、に続く「第4世代ビークル」

概要
図2 路面下レール方式:停車中でも走行中でもタイヤは常に路面に接地していることに着眼

主要幹線道路を電化して、どこまでも走り続けることのできる新しい電気自動車"EVER"を提案。これにより現在電気自動車普及の大きな障壁となっている重量・価格・充電時間・航続距離などバッテリに起因する課題を一括克服することが期待できます。このための技術のポイントは絶縁体であるゴムタイヤの誘電特性に着目して、路面下に埋設された電極対から高周波エネルギを供給する「移動体電力伝送」です。走行中に給電できれば、バッテリに充放電することなく、得た電気エネルギを直接モータに供給できるので、鉄道のような高エネルギ効率を達成できる可能性を秘めています。

主な業績

[1] T. Ohira, “Power transfer theory on linear passive two-port systems (invited),” IEICE Trans. Electron., vol.E101–C, no.10, pp.719-726, Oct. 2018.
[2] S. Sakihara, et al., “Far-end reactor matching to a traveling load along an RF power transmission line,” IEICE Trans. Electron., vol.E101-A, no.2, pp.396-401, Feb. 2018.
[3] S. Sakihara, et al., “Power dependent impedance measurement exploiting an oscilloscope and Möbius transformation,” IEICE Trans. Electron., vol.E100-C, no.10, pp.918-923, Oct. 2017.
[4] K. Yamada, et al., "Graphical representation of the power transfer efficiency of lumped-element circuits based on hyperbolic geometry," IEEE Trans. Circuits Syst. II, vol.64, no.5, pp.485-489, May 2017.
[5] T. Ohira, “The kQ product as viewed by an analog circuit engineer,” IEEE Circuits and Systems Magazine, vol.17, no.1, pp.27-32, Feb. 2017.

キーワード

電気自動車,ワイヤレス電力伝送,変位電流,走行中給電,タイヤ誘電方式

テーマ3:情報を送ることなく相手方と秘密鍵を共有する技術

概要
図3. 電波の伝わり方が場所によって異なることを利用して秘匿通信用の秘密鍵を生成

暗号通信に現在広く用いられている公開鍵は「計算量的」に安全性を担保しています。つまり、現時点では解かれていなくとも超高速計算機が開発された後には解読されてしまう危険性があります。盗聴者の計算機能力に関係なく安全性が担保できる鍵、すなわち「情報量的」に安全な鍵として秘密鍵があります(例えば量子暗号)。私たちはアンテナの可変指向性と電波のゆらぎを用いて秘密鍵を生成し、第3者に盗まれることなく、離れた2地点間で共有する技術を研究しています。たとえば、図3に示す端末AとBの間に発生する電波ゆらぎとCとBの間に発生する電波ゆらぎではゆらぎ方のパタンが全く異なります。この現象を巧みに利用して秘匿通信システムを構築することを目指しています。

主な業績

[1] 坂井 尚貴, 小田 康明, ウリン トヤ, 上原 秀幸, 大平 孝, "無線秘密鍵生成共有方式用USBスティック型エスパアンテナ," 電子情報通信学会論文誌. B, 通信 96(9) pp.1057-1066 Sept. 2013.
[2] 長谷川拓, 斎藤隆史, 植松和正, 成田譲二 , 上原秀幸, 大平 孝, "エスパアンテナを用いた秘密鍵共有方式の雑音耐性と盗聴耐性を高める指向性選択", 電子情報通信学会論文誌. B, 通信, J94-B, 2, pp.214-225, Feb. 2011.
[3] T. Aono, K. Higuchi, T. Ohira, B. Komiyama, and H. Sasaoka, "Wireless secret key generation exploiting reactance-domain scalar response of multipath fading channels", IEEE Trans. Antennas Propagation, AP-53, 11, pp.3776-3784. Nov. 2005.

キーワード

情報セキュリティ,暗号秘密鍵,電波盗聴

担当授業科目名(科目コード)

マイクロ波回路工学 / 高周波回路工学 / 通信工学概論

その他(受賞、学会役員等)

最近の特許/表彰/学会発表など研究業績は
http://researchmap.jp/Takashi_Ohira
http://www.comm.ee.tut.ac.jp//we/
でご覧頂けます。


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