2024/04/27 更新

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トヨタ ヨシタカ
豊田 啓孝
TOYOTA Yoshitaka
所属
環境生命自然科学学域 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 博士(工学) ( 京都大学 )

研究キーワード

  • 環境電磁工学

  • Electromagnetic Compatibility

  • Laser Metrology

  • Optoelectronics

  • 光電子工学

  • レーザ計測工学

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 通信工学

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 計測工学

  • ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学

学歴

  • 京都大学   Graduate School, Division of Engineering  

    - 1996年

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  • 京都大学    

    - 1996年

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    国名: 日本国

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  • 岡山大学   Faculty of Engineering  

    - 1991年

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    国名: 日本国

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  • 岡山大学   Faculty of Engineering  

    - 1991年

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経歴

  • - 岡山大学自然科学研究科 教授

    2014年

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  • - Professor,Graduate School of Natural Science and Technology,Okayama University

    2014年

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  • Associate Professor,Graduate School of Natural Science and Technology,Okayama University

    2008年 - 2014年

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  • 岡山大学自然科学研究科 准教授

    2008年 - 2014年

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所属学協会

 

論文

  • Triangular Pulse-Based IC Switching Current Model Using Multiple Regression Analysis for Fast Side-Channel Attack Prediction

    Masaki Himuro, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility   1 - 12   2024年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/temc.2023.3345883

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  • Conducted Noise Prediction for DC–DC Converter by Noise Source Model Accounting for Switching Fluctuation 査読

    Shuqi Zhang, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility   11 ( 11 )   691 - 696   2023年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TEMC.2023.3236674

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  • Prediction Accuracy Improvement of Side-channel Information Leakage by Using EM-Circuit Co-simulation of PDN with Filters

    Masaki Himuro, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2023 International Symposium on Electromagnetic Compatibility – EMC Europe   2023年9月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/emceurope57790.2023.10274220

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  • Multi-Objective Design of Filter Installed in Brush Motor by Artificial Neural Network Accounting for Cable Length

    Shohei Kan, Norikazu Takahashi, Masaki Himuro, Akito Mashino, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2023 IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility & Signal/Power Integrity (EMC+SIPI)   2023年7月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/emcsipi50001.2023.10241637

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  • Experimental Investigation of Side-Channel Information Leakage from Printed Circuit Board with Split Ground Planes

    Kengo Iokibe, Kohei Shimoda, Masaki Himuro, Yoshitaka Toyota

    2023 IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility & Signal/Power Integrity (EMC+SIPI)   2023年7月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/emcsipi50001.2023.10241643

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  • 損失を有する共振器型フィルタによる平行平板共振抑制における放射要因分解に基づく不要電磁放射評価

    金尾 奨, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会論文誌B 通信   J106-B ( 7 )   400 - 402   2023年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

    損失を有する共振器型フィルタは,回路基板の平行平板共振抑制時におけるオープンスタブ構造からの不要放射が懸念される.本論文では,放射要因ごとに分解したモデルを用いて共振抑制時の放射を評価した結果,当該構造からの放射増は無視できる程度と判明した.

    DOI: 10.14923/transcomj.2022bll0005

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  • Unintentional radiated emissions from unshielded twisted pair cable attributed to twist structure 査読

    Shun Igarashi, Daisuke Miyawaki, Suguru Yamagishi, Ichiro Kuwayama, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEICE Communications Express   11 ( 11 )   691 - 696   2022年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electronics, Information and Communications Engineers (IEICE)  

    DOI: 10.1587/comex.2022xbl0101

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  • A Load-variable Noise-source Equivalent Circuit Model for DC-DC Converter Considering Cubic Spline Interpolation 査読

    Shuqi Zhang, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    11th IEEE CPMT Symposium Japan (ICSJ 2022)   154 - 157   2022年11月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Co-simulation Analysis of Mode Conversion Due to Imbalance difference by Structural Discontinuity 査読

    Sho Kanao, Hiroaki Iwasaki, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2022 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC 2022)   2022年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • FPGA Switching Current Modeling Based on Register Transfer Level Logic Simulation for Power Side-channel Attack Prediction

    Masaki Himuro, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   2022-September   172 - 177   2022年9月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We investigated the prediction of side-channel leak-age on the power delivery network (PDN) outside a cryptographic IC. To predict the leakage, it is necessary to estimate the switching current caused by the switching activity. So far, high temporal resolution estimation based on gate-level logic simulation has been proposed, but due to the decoupling property of the PDN, the switching current leaking out of the IC chip attenuates signif-icantly. Therefore, this paper calculates the mean of the switching currents over the clock period based on register transfer level (RTL) logic simulation, and then approximates it into a triangle waveform. This approach enables us to simulate the switching current faster than with gate-level simulation. In addition, the simulation time is further shortened by calculating the switching current only to the targeted round of a cryptographic algorithm (AES). Switching currents of the previous rounds were given as statistical models with the same sample mean and variance as the targeted round. As a result of simulating the switching current of an FPGA with the proposed method, we were able to obtain the low-order harmonic components of the current in almost the same magnitude as the gate-level simulation. We also simulated correlation power analysis (CPA) results for the printed circuit board on which the FPGA with the AES circuit was mounted, and found that the proposed method could predict the dynamic power supply voltage observed on the board and CPA results with sufficient accuracy.

    DOI: 10.1109/EMCEurope51680.2022.9900948

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  • Suppression of Power-Bus Resonance and Unintentional Radiation by Lossy Resonator Filter

    Sho Kanao, Shuhei Kodama, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   2022-September   361 - 365   2022年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We previously proposed a lossy resonator filter to suppress the parallel-plate resonance of printed circuit boards (PCBs). The filter consists of an open stub (a quarter-wavelength resonator) covered with a ferrite thin film (inducing a small loss). This paper evaluates the effect of the small loss by investigating the suppression of parallel-plate resonance and the unintentional radiation from a PCB with or without the ferrite thin film. An open stub can work as a narrow-band filter but may also work as an antenna and radiate unintentionally, which causes a secondary noise problem at frequencies other than the target frequency of 2.4 GHz. The electric field distribution between the parallel plates and the total radiated power were thus investigated to validate the effect of the small loss of the lossy resonator filter. The results showed that the total radiated power from parallel plates resonating at 2.4 GHz was suppressed by about 12 dB by using open stubs with a resonant frequency of 2.4 GHz, regardless of the presence or absence of the ferrite thin film. At 2.54 GHz, however, the open stubs without ferrite increased the radiated power by about 10 dB, whereas those with ferrite did not increase it at all. It was thus found that the lossy resonator filter could suppress not only the parallel-plate resonance but also unintentional radiation around the target frequency without causing any other problems.

    DOI: 10.1109/EMCEurope51680.2022.9901324

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  • Multi-Objective Design of Filter Installed in Brush Motor by Preference Set-based Design Accounging for Cable Length 査読

    Shohei Kan, Ryuta Nakanishi, Zhenhong Xu, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2022 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Signal/Power Integrity, EMCSI 2022   595 - 595   2022年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A Study for Improving Signal-to-Noise Ratio Measurement Method in Side-Channel Information Leakage of Cryptographic Hardware 査読

    Kengo Iokibe, Masaki Himuro, Yoshitaka Toyota

    2022 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Signal/Power Integrity, EMCSI 2022   294 - 298   2022年8月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Once the signal-tu-noise ratio (SNR) of the side- channel (SC) leakage trace is known, the intensity of the SC information leakage source inside the integrated circuit (IC) can be identified from measurements carried out outside the IC, SNR observation of SC leakage can also make it possible to set quantitative design targets to achieve the demanded leakage intensity. We discuss an improved method for identifying the SNR of SC leakage traces composed of multiple transient responses of IC switching current. The IC switching current repeatedly occurs as the IC runs the cryptographic operation since the cryptographic algorithm repeats a set of sub-operations. The method was applied to simulated and measured leakage traces to eliminate the effect of transient IC switching current caused before the target sub-operation was processed. As a result, a transient component more extensive than the signal component of side-channel analysis was identified in the decoupling capacitor configuration, where the convergence of the transient response is slow. In addition, the correlation coefficients obtained by the correlation power analysis, a major side-channel analysis method, were plotted as a function of SNR, and the plot of the simulated traces agreed with the theoretical curve. On the other hand, some errors remained in the plot of the measured traces.

    DOI: 10.1109/EMCSI39492.2022.9889660

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  • Detection of AC magnetic field distribution using optical magnetometer with digital micro-mirror device 招待 査読

    Shuji Taue, Takumi Tanaka, Hiroto Suzuki, Yoshitaka Toyota

    Optical Technology and Measurement for Industrial Applications Conference 2022   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SPIE  

    DOI: 10.1117/12.2660186

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  • An Approach to Identify Noise-source Parameters of DC-DC Converter and Predict Conducted Emissions with Different Loads 査読

    Shuqi Zhang, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEEE Letters on Electromagnetic Compatibility Practice and Applications   1 - 1   2022年

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    DOI: 10.1109/lemcpa.2022.3228199

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  • Common-mode Current Reduction by Applying Mode-conversion Suppression Technique to Power Delivery Network as Side-channel Attack Countermeasure

    Md. Ashraful Islam, Masaki Himuro, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2021 International Conference on Computer, Communication, Chemical, Materials and Electronic Engineering (IC4ME2)   2021年12月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/ic4me253898.2021.9768521

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  • Mode Conversion Suppression at the Discontinuity point on Power Delivery Network for Side-channel Attack Countermeasure

    Md. Ashraful Islam, Masaki Himuro, Kengo Iokibe, and Yoshitaka Toyota

    2021年12月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語  

  • A Study for Low Calculation Cost Side-Channel Resistance Prediction Based on Transfer Impedance of Leakage Path 査読

    Kengo Iokibe, Masaki Himuro, Yoshitaka Toyota

    2021 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC)   2021年9月

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    担当区分:最終著者   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/apemc49932.2021.9597127

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  • An Approach to Predicting Conducted Noise from DC-DC Converter Accounting for Switching Fluctuation 査読

    Shuqi Zhang, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2021 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC)   2021年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/apemc49932.2021.9596844

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  • Noise-Source Parameter Identification Considering Switching Fluctuation of DC-DC Converter 査読

    Shuqi Zhang, Taishi Uematsu, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2021 IEEE International Joint EMC/SI/PI and EMC Europe Symposium   186   2021年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper proposes noise-source parameter identification of the noise-source equivalent-circuit model for predicting conducted noise while considering the switching fluctuation of a DC/DC converter. We decomposed measured conducted noise into ripple noise, turn-on spike noise, and turn- off spike noise to prevent the accuracy degradation in the parameter identification. The predicted conducted noise spectra show the error with the measurement was within 3 dB up to 200 MHz, which is more accurate than that in our previous study.

    DOI: 10.1109/emc/si/pi/emceurope52599.2021.9559182

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  • Efficient Estimation of Noise Suppression Amount in Power Bus with Decoupling Capacitors Using Lossy Resonator Filters 査読

    Sho Kanao, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2021 IEEE International Joint EMC/SI/PI and EMC Europe Symposium   323   2021年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    To estimate the amount of noise suppressed by lossy resonator filters (LRFs) in a power bus with a decoupling capacitor, we used an equivalent circuit model considering the effect of the capacitor to know the suppression mechanism using the LRF. The discrepancy between the model and a full-wave simulation was approximately 2 dB.

    DOI: 10.1109/emc/si/pi/emceurope52599.2021.9559213

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  • Practical Design Methodology of Mode-Conversion-Free Tightly Coupled Asymmetrically Tapered Bend for High-Density Differential Wiring 査読

    WANG Chenyu, IOKIBE Kengo, TOYOTA Yoshitaka

    IEICE Transactions on Communications   E104.B ( 3 )   304 - 311   2021年3月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 電子情報通信学会  

    <p>The plain bend in a pair of differential transmission lines causes a path difference, which leads to differential-to-common mode conversion due to the phase difference. This conversion can cause serious common-mode noise issues. We previously proposed a tightly coupled asymmetrically tapered bend to suppress forward differential-to-common mode conversion and derived the constraint conditions for high-density wiring. To provide sufficient suppression of mode conversion, however, the additional correction was required to make the effective path difference vanish. This paper proposes a practical and straightforward design methodology by using a very tightly coupled bend (decreasing the line width and the line separation of the tightly coupled bend). Full-wave simulations below 20GHz demonstrated that sufficient suppression of the forward differential-to-common mode conversion is successfully achieved as designed. Measurements showed that our design methodology is effective.</p>

    DOI: 10.1587/transcom.2020ebp3056

    CiNii Article

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  • Evaluation of Side-Channel Leakage Simulation by Using EMC Macro-Model of Cryptographic Devices 査読

    YANO Yusuke, IOKIBE Kengo, TESHIMA Toshiaki, TOYOTA Yoshitaka, KATASHITA Toshihiro, HORI Yohei

    IEICE Transactions on Communications   E104.B ( 2 )   178 - 186   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 電子情報通信学会  

    <p>Side-channel (SC) leakage from a cryptographic device chip is simulated as the dynamic current flowing out of the chip. When evaluating the simulated current, an evaluation by comparison with an actual measurement is essential; however, it is difficult to compare them directly. This is because a measured waveform is typically the output voltage of probe placed at the observation position outside the chip, and the actual dynamic current is modified by several transfer impedances. Therefore, in this paper, the probe voltage is converted into the dynamic current by using an EMC macro-model of a cryptographic device being evaluated. This paper shows that both the amplitude and the SC analysis (correlation power analysis and measurements to disclosure) results of the simulated dynamic current were evaluated appropriately by using the EMC macro-model. An evaluation confirms that the shape of the simulated current matches the measured one; moreover, the SC analysis results agreed with the measured ones well. On the basis of the results, it is confirmed that a register-transfer level (RTL) simulation of the dynamic current gives a reasonable estimation of SC traces.</p>

    DOI: 10.1587/transcom.2020ebp3015

    CiNii Article

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  • Suppression of Mode Conversion at Ethernet Connector by using Modal-Equivalent Circuit Model based on Imbalance Matching 査読

    Islam Md. Ashraful, Iokibe Kengo, Toyota Yoshitaka

    電気学会論文誌. A   140 ( 12 )   586 - 592   2020年12月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 電気学会  

    <p>When a shielded-twisted-pair (STP) cable is connected with a printed circuit board (PCB) via an Ethernet (RJ45) connector, mode conversion between primary- and secondary-common modes occurs at the connector section due to their structural difference that causes the difference in the imbalance factor of the transmission line. In this paper, we investigate the suppression of the mode conversion at the connector section by using a modal-equivalent circuit model based on imbalance matching. We focus on improving the PCB pattern below the shielded Ethernet connector by placing a copper layer on the PCB surface, and the inadequate shielding at the connector section by soldering and wrapping with copper tape. The application of this improvement based on imbalance matching at the connector section makes the imbalance factor of the connector section closer to that of the cable section and results in the suppression of the mode conversion. Based on the concept of imbalance matching, we confirmed the effect of the shield-improved connector with an improved PCB pattern on the suppression of the mode conversion at the connector section through circuit simulation and measurement, and it was validated that the circuit simulation results obtained from the modal-equivalent circuit model agree well with the measurement results.</p>

    DOI: 10.1541/ieejfms.140.586

    CiNii Article

    CiNii Books

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  • M系列変調TDRによる有線ネットワークのインピーダンス不連続点特定の基礎検討 査読

    亀山大樹, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 20(EMCJ2020 5-10) )   2020年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    DOI: 10.1109/emceurope48519.2020.9245855

    J-GLOBAL

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  • Two-port Noise Source Equivalent Circuit Model for DC/DC Buck Converter with Consideration of Load Effect 査読

    Shuqi Zhang, Taishi Uematsu, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2020 International Symposium on Electromagnetic Compatibility - EMC EUROPE   2020年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    As the conducted disturbance of a power converter changes with its load value, the relationship between the electromagnetic interference of the power converter and its load needs to be investigated. This work examines a 2-port equivalent circuit model for a DC/DC buck converter with consideration of the load effect. Factors that influence the model accuracy are also discussed. We used a synchronous buck converter operating under a continuous conduction mode condition to determine the load effect and evaluate the model. Results showed that the input port of the fixed-load model and load-variable model had good accuracy up to 70 MHz. We also predicted the load effect on input port noise and found that the input port noise of an 8.2-? load could be predicted from the other two load values (6.6 ? and 11.6 ?).

    DOI: 10.1109/emceurope48519.2020.9245680

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  • Suppression of Mode Conversion Due to Asymmetric Geometry of Dense Parallel Traces in Differential-Transmission Lines 査読

    Tomoya Takeuchi, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2020 International Symposium on Electromagnetic Compatibility - EMC EUROPE   2020年9月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Symmetry is important for differential-transmission lines, but the dense parallel traces easily break the symmetry due to coupling with the adjacent conductor, leading to mode conversion. We propose an asymmetric geometry of differential-transmission lines placed on the side of a nonadjacent conductor to suppress mode conversion and maintain signal integrity in the cases of loosely coupled and tightly coupled parallel traces. By designing the asymmetric geometry of dense differential-transmission lines by taking into account coupling with the adjacent conductor, mode conversion was successfully suppressed by decreasing the line width on the side of the non-adjacent conductor. It was also found that the asymmetric geometry can suppress mode conversion and maintain signal integrity in tightly coupled parallel traces. In loosely coupled parallel traces, on the other hand, the tightly coupled asymmetrically tapered bend we previously proposed suppresses mode conversion.

    DOI: 10.1109/emceurope48519.2020.9245880

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  • Estimation of Power-bus Noise Suppression by Lossy Resonator Filter Using Lumped-constant Multi-ports Equivalent Circuit Model 査読

    Sho Kanao, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2020 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility & Signal/Power Integrity (2020 IEEE EMC+SIPI)   2020年8月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • A Study on Evaluation Board Requirements for Assessing Vulnerability of Cryptographic Modules to Side-Channel Attacks 査読

    Kengo Iokibe, Tomonobu Kan, Yoshitaka Toyota

    2020 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility & Signal/Power Integrity (EMCSI)   2020年7月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/emcsi38923.2020.9191655

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  • Mitigating differential skew by rotating meshed ground for high-density layout in flexible printed circuits 査読

    Wang Chenyu, Iokibe Kengo, Toyota Yoshitaka

    IEICE Electronics Express   17 ( 10 )   20200101 - 20200101   2020年5月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人 電子情報通信学会  

    <p>Asymmetry of differential transmission lines over a meshed ground plane causes differential skew, which leads to signal integrity issues. We measured to evaluate how the angle between the differential transmission lines and meshed ground (the rotation angle) affected differential skew. We also investigated the effect of the lines' position on characteristic impedance and the feasibility of high-density layout of the differential transmission lines, including the bend structure. We found that the differential skew and characteristic impedance are not significantly affected by the position of the differential transmission lines and meshed ground when the rotation angle is set to 30°, a relatively small value. Measurements showed that our design is effective.</p>

    DOI: 10.1587/elex.17.20200101

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  • Signal-source estimation from magnetic field image obtained using atomic magnetometer and digital micro-mirror device 査読

    Shuji Taue, Yoshitaka Toyota

    OPTICAL REVIEW   27 ( 2 )   258 - 263   2020年4月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OPTICAL SOC JAPAN  

    Visualization of an electromagnetic field distribution is helpful for spatial evaluation of field leakage and can aid in solving inverse problems of signal-source estimation. Optical detection is more accurate and less invasive than other methods owing to a low metal content in the sensing probes and signal wires. We have previously reported optical detection of alternating magnetic fields using an alkali-metal atomic magnetometer. In this study, we have proposed a method for imaging the field in a 10 mm diameter area in the sensor head and achieved a resolution below 0.3 mm using a digital micro-mirror device. In this paper, we demonstrate the visualization of an alternating magnetic field at 70 kHz, generated using a Helmholtz coil and a 0.5-mm diameter metal wire attached to the sensor head. Both the uniform field image from the coil and the gradient field image from the wire were clearly observed. The output linearity of the magnetometer was investigated by varying the electric current applied to the coil. In addition, we performed signal-source estimation from the gradient field image. The obtained and calculated distributions were compared to estimate the position of the wire. The estimated wire depth of 1.41 mm was within the range of actual wire depths. This measurement technique has the potential for application in precise position estimation of signal sources with high sensitivity.

    DOI: 10.1007/s10043-020-00591-y

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  • コモンモード放射シミュレーション用電流配分率算出のためのコネクタの簡易モデル構築

    豊田 啓孝, 金尾 奨, 佐田野 勝水, 五百旗頭 健吾

    エレクトロニクス実装学術講演大会講演論文集   34   3B4 - 3   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会  

    <p>ケーブル-コネクタ間の平衡度不整合によるコモンモード発生、さらに、放射シミュレーションを行うには、コネクタの電流配分率を容易に算出できることが不可欠である。今回、コネクタのSパラメータから電流配分率を算出する簡易モデルを構築したのでこれを報告する。</p>

    DOI: 10.11486/ejisso.34.0_3B4-03

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  • Modifying Noise Source Amplitude Modulation Technique to Estimate Magnitude and Phase of Emissions from Individual Integrated Circuits 査読

    Kengo Iokibe, Shimpei Yoshino, Yusuke Yano, Yoshitaka Toyota

    2019 International Symposium on Electromagnetic Compatibility - EMC EUROPE   2019年9月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/emceurope.2019.8871562

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  • Design of Vialess Open-stub EBG Structure by Using Preference Set-based Design Method 査読

    Yoshitaka Toyota, Sho Kanao, Kengo Iokibe

    2019 International Symposium on Electromagnetic Compatibility - EMC EUROPE   2019年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/emceurope.2019.8871971

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  • AC magnetic field imaging by using atomic magnetometer and micro-mirror device 査読

    Shuji Taue, Nao Arita, Yoshitaka Toyota

    2019 International Symposium on Electromagnetic Compatibility - EMC EUROPE   253 - 256   2019年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Visualizing an AC magnetic field distribution is valuable to evaluate spatially as signal or noise components and to estimate locations of signal sources. We propose an optical imaging technique to visualize AC magnetic field distributions. An atomic magnetometer with phase sensitive detections realize optical detections of the AC field with dividing into two axes. A digital micro-mirror device enables us to obtain the field image in 10 mm square area with sub-mm spatial resolution. As a result, bi-directional AC-field images from a fine metal-wire were obtained. The obtained images allow us to evaluate field distributions clearly. This imaging technique has a potential for spatial evaluations of AC field from electrical and electronic devices.

    DOI: 10.1109/emceurope.2019.8871985

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  • A Method for Optimally Designing Snubber Circuits for Buck Converter Circuits to Damp LC Resonance 査読

    Yusuke Yano, Naoki Kawata, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility   61 ( 4 )   1217 - 1225   2019年8月

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    担当区分:最終著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)  

    A method for optimally designing RL and RC snubber circuits is presented to reduce the electromagnetic interference caused by parasitic LC resonance. The Q factor of the resonance is used as the design criteria. Optimum snubber parameters are determined analytically and uniquely by using a simplified equivalent circuit of the resonant loop and deriving an analytical formula for the Q factor as a function of the snubber parameters. The optimally designed snubbers can adequately adjust the Q factor to any design target. They can also minimize the increases in the negative effects of the snubbers, i.e., overshoot and power loss. The method was applied to RL and RC snubbers to be added to a synchronous buck converter. The effects of the snubbers were reproduced by simulation program with integrated circuit emphasis ( SPICE) simulation to validate the method from the perspective of resonance damping, overshoot, and power loss. The results showed that the damping effects obtained with the optimized snubbers met the Q factor design targets. They also demonstrate that the parameters are optimum in terms of suppressing overshoot and power loss. These results indicate that the method is suitable for optimizing RL and RC snubbers to damp parasitic LC resonance.

    DOI: 10.1109/temc.2018.2841424

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  • Suppression of Mode Conversion by Improved Shielding Effect of Ethernet Cable Connector Based on Imbalance Factor Matching

    Md. Ashraful Islam, Ryota Irishika, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    International Conference on Computer, Communication, Chemical, Materials and Electronic Engineering (IC4ME2)   2019年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Parameter Identification Based on Measurement and EMI Prediction of Noise-source Equivalent Circuit Model for Power Converters 招待

    Yoshitaka Toyota

    International Conference on Computer, Communication, Chemical, Materials and Electronic Engineering (IC4ME2)   2019年7月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Randomly Shifted Mesh Position of Meshed Ground for High-Density Mounting in FPCs 査読

    Chenyu Wang, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2019 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal and Power Integrity (2019 IEEE EMC+SIPI)   2019年7月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Reduction Mechanism of Differential-Mode Crosstalk between Adjacent Differential Pairs with Periodic Structure 査読

    Chenyu Wang, Hiroaki Takeda, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2019 Joint International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Sapporo (EMC Sapporo & APEMC 2019)   2019年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Suppression of Mode Conversion by Improving Shielding Around Ethernet Connector with Imbalance Matching 査読

    Md. Ashraful Islam, Ryota Irishika, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2019 Joint International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Sapporo (EMC Sapporo & APEMC 2019)   2019年6月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Improvement of Prediction Accuracy of Noise-source Equivalent-circuit Model Based on Parameter Extraction by Port Voltage/Current Measurement 査読

    Taishi Uematsu, Yuhei Osaki, Yusuke Yano, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2019 Joint International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Sapporo (EMC Sapporo & APEMC 2019)   2019年6月

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    担当区分:最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Experimental Identification of Relationship between Leakage Trace SNR and Correlation Coefficient in Differential Power Analysis 査読

    Yusuke Yano, Toshiaki Teshima, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2019 Joint International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, Sapporo(EMC Sapporo & APEMC 2019)   2019年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • ノイズ源振幅変調と相関解析に基づくノイズ源IC毎の電磁妨害波強度推定 査読

    吉野 慎平, 五百旗頭 健吾, 矢野 佑典, 豊田 啓孝

    エレクトロニクス実装学会誌   22 ( 3 )   218 - 225   2019年5月

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    担当区分:最終著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会  

    <p>EMI対策および評価コストの削減を目的として,ノイズ源IC毎の放射強度推定法を提案する。この手法はEMI発生要因の1つであるスイッチング電流を振幅変調し,その時の電磁妨害波の時間変化を観測することで得られるノイズ源強度比から各ICの放射強度を推定する。本論文では,プリント回路板に提案手法を適用し,遠方界放射から複数ICによる放射の強度を算出,さらにIC個別に駆動した測定結果と比較し推定精度を評価した。その結果,各ICに起因する放射が同相と見なせる場合に放射強度を高い精度で推定可能であることを示した。</p>

    DOI: 10.5104/jiep.22.218

    CiNii Article

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  • 差動配線とメッシュグラウンドのなす角に着目した差動スキュー低減 査読

    王 晨宇, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会論文誌 B   J102-B ( 3 )   228 - 236   2019年3月

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    担当区分:責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    J-GLOBAL

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  • Identification of Dominant ICs for Electromagnetic Emission by Using Noise Source Amplitude Modulation and Correlation Analysis

    Shimpei Yoshino, Chiaki Ishida, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Yasuyuki Nogami

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   2018-August   439 - 444   2018年10月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    To identify semiconductor devices that are dominant noise sources at low cost in order to reduce electromagnetic interference (EMI), we propose a method based on a noise source amplitude modulation technique and correlation analysis (NSM-CA). In this study, we applied the NSM-CA method to a printed circuit board (PCB) with multiple integrated circuits (ICs) and identified ICs dominantly contributing to EM emission. The switching currents produced in three of the ICs were modulated in amplitude with three different modulation signals. The noise source amplitude modulation was implemented in an FPGA, mounted on a PCB, by using three pseudorandom binary sequences (PRBSs) as modulation signals. During the modulations, EM emission was measured at frequencies where the emission exceeded the limit of EMI regulation. The temporal variation in the measured emission was correlated with each of the PRBSs. The ranking of the contributions of the ICs to the emission was determined by means of the resultant correlation coefficients. According to the ranking, the dominant ICs to which a combination of EMI reduction techniques should be primarily applied were identified. Moreover, we applied an EMI reduction technique to the dominant ICs and found a larger reduction in emission than when the technique was applied to low priority ICs.

    DOI: 10.1109/EMCEurope.2018.8485011

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  • A Study of Installation Location and Mechanism to Suppress Power-Bus Resonance Efficiently Using Lossy Resonator Filters

    Sho Kanao, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2018 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC EUROPE)   2018年8月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    DOI: 10.1109/emceurope.2018.8485052

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  • グラウンド端に近接した差動伝送線路を対象とした平衡度不整合モデルに基づくコモンモード電流低減量予測法の検証 査読

    松嶋 徹, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 和田 修己

    エレクトロニクス実装学会誌   21 ( 2 )   178 - 185   2018年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会  

    プリント配線板の近接グラウンド幅が変化する差動伝送線路では,線路がグラウンド端に寄るなどの非対称構造によりコモンモード放射が発生する。本論文では,線路が近接グラウンド端近傍に配線されている差動伝送線路を対象に,コモンモード放射の発生量を予測するための平衡度不整合モデルの精度を検証した。放射に最も寄与する全ての導体を同相に流れる2次コモンモード電流に着目し,近接グラウンド端からの距離が異なる試験基板を用いて,平衡度不整合モデル,実験,3次元電磁界解析により2次コモンモード電流変化量を比較した。その結果,提案する平衡度不整合モデルは最大3 dBの誤差で実験および3次元電磁界解析の結果と一致した。

    DOI: 10.5104/jiep.21.178

    CiNii Article

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  • Identification of Dominant ICs for Electromagnetic Emission by Using Noise Source Amplitude Modulation and Correlation Analysis

    Shimpei Yoshino, Chiaki Ishida, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Yasuyuki Nogami

    2018 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC EUROPE)   439 - 444   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    To identify semiconductor devices that are dominant noise sources at low cost in order to reduce electromagnetic interference (EMI), we propose a method based on a noise source amplitude modulation technique and correlation analysis (NSM-CA). In this study, we applied the NSM-CA method to a printed circuit board (PCB) with multiple integrated circuits (ICs) and identified ICs dominantly contributing to EM emission. The switching currents produced in three of the ICs were modulated in amplitude with three different modulation signals. The noise source amplitude modulation was implemented in an FPGA, mounted on a PCB, by using three pseudorandom binary sequences (PRBSs) as modulation signals. During the modulations, EM emission was measured at frequencies where the emission exceeded the limit of EMI regulation. The temporal variation in the measured emission was correlated with each of the PRBSs. The ranking of the contributions of the ICs to the emission was determined by means of the resultant correlation coefficients. According to the ranking, the dominant ICs to which a combination of EMI reduction techniques should be primarily applied were identified. Moreover, we applied an EMI reduction technique to the dominant ICs and found a larger reduction in emission than when the technique was applied to low priority ICs.

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  • ノイズ源振幅変調と相関解析に基づく放射源デバイス毎の電磁妨害波放射強度推定

    吉野 慎平, 石田 千晶, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    エレクトロニクス実装学術講演大会講演論文集   32   316 - 319   2018年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会  

    DOI: 10.11486/ejisso.32.0_316

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  • Application of PRBS for dominant source identification electromagnetic interference caused by digital integrated circuits 査読

    Chiaki Ishida, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2017 IEEE International Conference on Consumer Electronics - Taiwan, ICCE-TW 2017   245 - 246   2017年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    Pseudo-random binary sequence (PRBS) was applied to identify dominant noise sources of electromagnetic interference (EMI) radiated from a printed circuit board (PCB) including line driver ICs. The ICs were controlled in activation of output according to a set of PRBSs that varied amplitude of switching current generated in the ICs and also changes the strength of EMI. Correlation coefficients between the temporal variation of conducted EMI strength and PRBS were examined. Results showed that PRBS has a potential to identify dominant noise sources of EMI.

    DOI: 10.1109/ICCE-China.2017.7991087

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  • Signal-to-noise ratio measurements of side-channel traces for establishing low-cost countermeasure design 査読

    Yusuke Yano, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Toshiaki Teshima

    2017 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, APEMC 2017   93 - 95   2017年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    Improving the countermeasures against side-channel attacks (SCAs) increases the cost of both designing the countermeasures and evaluating SCA resistance. This may force cryptographic ICs to remain vulnerable. The increased cost is due to an indispensable procedure where a large number of side-channel traces need to be analyzed in order to evaluate the SCA resistance. In this work, a low-cost method to design and evaluate countermeasures using the signal-to-noise ratio (SNR) of side-channel traces as design and evaluation criteria is proposed. The method combines two existing methods: A prediction method of correlation coefficients between side-channel traces and a power model based on the SNR of the side-channel traces, and an estimation method of the number of traces needed to disclose the secret key based on the correlation coefficients. We construct a method to measure the SNR of side-channel traces and validate it for the design and evaluation criteria. In our method, the SNR is first calculated from signal and noise variances extracted from side-channel traces by increasing the number of averaging in side-channel trace measurements, and then the correlation coefficients and the number of traces for key-disclose are estimated on the basis of the calculated SNR. We confirmed that the estimated correlation coefficient and the number of traces for key-disclose were in good agreement with the corresponding measured ones. This result demonstrates that the proposed method can accurately measure the SNR of side-channel traces.

    DOI: 10.1109/APEMC.2017.7975433

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  • Miniaturization of planar EBG structure using dual power planes 査読

    Xingxiaoyu Lin, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Toshiyuki Kaneko

    2017 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility, APEMC 2017   241 - 243   2017年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    The miniaturization of unit cells in planar electromagnetic bandgap (EBG) structures has been difficult because the stopband frequency depends on the unit-cell size. To solve this problem, we developed an EBG structure that uses two power planes (dual power plane: DPP) with the addition of a capacitive coupling element. This enables us to easily enlarge the capacitance formed in the unit cell and achieve miniaturization with a stopband frequency of interest. Using full-wave simulation, we tested a 2-mm-square (4-mm2) unit cell of the DPP-EBG structure and measured a stopband frequency around 2.4 GHz.

    DOI: 10.1109/APEMC.2017.7975472

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  • 振幅変調したスイッチング電流とEMI測定の相関係数に基づくノイズ源推定〜ラインドライバICを用いた原理検証〜

    石田 千晶, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    エレクトロニクス実装学術講演大会講演論文集   31   311 - 314   2017年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会  

    DOI: 10.11486/ejisso.31.0_311

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  • Design Methodology of Tightly Coupled Asymmetrically Tapered Bend for High-density Mounting in Differential Transmission Lines 査読

    Chenyu Wang, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2016 ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (APEMC)   463 - 465   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    The bend in a pair of differential transmission lines on printed circuit boards causes a path difference, which leads to mode conversion due to the phase difference. We previously proposed a tightly coupled asymmetrically tapered bend to suppress forward differential-to-common mode conversion. In this paper, we propose a design methodology of our tightly coupled asymmetrically tapered bend that limits the bend structure within the area of the original classic bend for high-density mounting. We also evaluated the 45-degree-angle bend formed based on our design methodology and found that the methodology helps improve or maintain its transmission characteristics compared to those of the classic bend.

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  • Optimal Design of Vialess Open-stub EBG structure for Power-bus Noise Reduction 査読

    Kohtaro Okimoto, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida, Toshiyuki Kaneko

    2016 IEEE CPMT SYMPOSIUM JAPAN (ICSJ)   243 - 246   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    To overcome the intra EMC problems in wireless communications, electromagnetic bandgap (EBG) structures can be used to effectively reduce power-bus noise. We previously proposed a vialess open-stub EBG structure. However, it still has the intrinsic disadvantage of a narrow stopband because it uses the open-stub's resonance. Thus, this paper aims to optimize the structural parameters of the vialess open-stub EBG structure to sufficiently suppress power-bus noise in a wider stopband. The structural parameters to determine the noise-reduction performance of the vialess open-stub EBG structure are the branch width rob, the stub width w(s), and the unit-cell length alpha. Rectangular power buses were designed as test vehicles through the analytical approach and used to evaluate the stopband expansion and the noise suppression in the stopband in a full wave simulation. The transmission characteristics showed that, after w(b), W-s, and a are optimized, the stopband is expanded from 0.61 GHz (2.23-2.84 GHz) to 1.56 GHz (2.20-3.76 GHz). In addition, an optimized structure was made that reduced the amount of noise by approximately 10 dB.

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  • Security simulation against side-channel attacks on Advanced Encryption Standard circuits based on equivalent circuit model 査読

    Kengo Iokibe, Kazuhiro Maeshima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   2015-   224 - 229   2015年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    An equivalent circuit model was applied to a cryptographic module to simulate the resistance of the module against side-channel attacks. The cryptographic module involved two fiel programmable gate arrays (FPGAs), on which an Advanced Encryption Standard (AES) circuit was implemented on one of them. The equivalent circuit model proposed in the previous literature was improved in terms of the accuracy of model parameters. Resistance against side-channel attacks was simulated in a more practical configuratio with the improved model than that in the previous work. Resistance was simulated with random plaintexts (input values) to the cryptographic circuit, whereas a biased plaintext set was used to simplify simulation. The simulation was carried out with two decoupling configuration for the power distribution network of the FPGA core that the AES circuit was implemented in. The results obtained from simulation confirme that the equivalent circuit model allowed side-channel resistance to be precisely predicted.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2015.7256163

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  • 岡山大学大学院自然科学研究科産業創成工学専攻光電磁波工学研究室

    豊田 啓孝

    エレクトロニクス実装学会誌   18 ( 4 )   279 - 279   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Japan Institute of Electronics Packaging  

    DOI: 10.5104/jiep.18.279

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  • Reduction methods of power supply noise due to power distribution network resonance in ICs 査読

    Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    Journal of Japan Institute of Electronics Packaging   18 ( 5 )   344 - 347   2015年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Institute of Electronics Packaging  

    DOI: 10.5104/jiep.18.344

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  • Analysis on equivalent current source of AES-128 circuit for HD power model verification

    Kengo Iokibe, Kazuhiro Maeshima, Hiroto Kagotani, Yasuyuki Nogami, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   2014-December   302 - 305   2014年12月

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We analyzed equivalent current source of cryptographic circuits implemented on a field programmable gate array (FPGA). The equivalent current source represented internal switching current behaviors in the cryptographic circuits during an Advanced Encryption Standard (AES) operation. In this work, the internal current was analyzed for extracting leakage functions and correlation coefficients from scatter diagrams of the Hamming Distance (HD) of AES intermediate values and the current magnitudes. The obtained leakage functions were confirmed a well-known assumption on the HD power model that magnitude of switching current due to transition of register states is proportional to HD of the register. The internal current was also investigated in terms of correlation with the HD model. Correlation coefficients increased as transforming the external power trace in the internal current because two types of noise were reduced by the transform; constant noise and overlap effect of successive rounds. The noise reduction inferred that the use of the internal current source would provide more precise verification of countermeasures.

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  • Ferrite-covered open stub as lossy resonator filter for suppressing noise propagation in power bus 査読

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   765 - 769   2014年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    A lossy resonator filter with frequency selectivity and low loss, which suppresses noise propagation in the power-ground plane pair of a printed circuit board (PCB) at high frequencies (over 1 GHz), was fabricated and evaluated. A ferrite-covered open stub was formed on a PCB as a lossy resonator filter, and its characteristics were verified by measurement using a vector network analyzer as well as full-wave simulation. The measurement and simulation results show that the noise in the power bus of the PCB at frequencies over 1 GHz is suppressed. Even in the case that the power bus is inside the board, noise propagation in the power bus was suppressed by connecting the inside ground plane and the ground plane of the lossy resonator filter by vias in order to conduct the noise to the filter.

    DOI: 10.1109/EMCEurope.2014.6931007

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  • Investigation in burst pulse injection method for fault based cryptanalysis 査読

    Kengo Iokibe, Kazuhiro Maeshima, Hiroto Kagotani, Yasuyuki Nogami, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   2014- ( September )   743 - 747   2014年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    This paper investigated about introduction of the burst pulse injection method standardized for immunity tests to a cryptanalysis using faulty ciphertexts. We investigated the potential of the burst injection method to induce faulty ciphertexts experimentally. Firstly, the standard burst pulse was injected through the power cable to a cryptographic module implementing the Advanced Encryption Standard (AES) on a field programmable gate array (FPGA). As a result, it was confirmed that the burst pulse injection might cause clock glitches on the module. Secondly, the clock glitch was varied in magnitude and timing by use of two pulse generators and transmitted to the AES circuit to clarify what types of clock glitch induce critical faulty ciphertexts suited for recovering the crypto-key successfully. Results confirmed that the clock glitch had potential to induce faulty ciphertexts when it exceeded the threshold and produced a clock interval shorter than the critical path delay in the target round. The two experimental results suggested that burst pulse injection to cryptographic modules through their power cables is a possible scenario of fault analysis attacks.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2014.6899067

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  • Lossy resonators for suppressing power-bus resonance of printed circuit boards 査読

    Farhan Zaheed Mahmood, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe

    IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine   3 ( 1 )   65 - 69   2014年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.  

    Power-bus resonance of printed circuit boards causes electromagnetic interference and detraction of power integrity. To suppress the power-bus resonance, we propose the application of lossy resonators in the power bus. Here, we first explain the concepts of the proposed resonators, focusing especially on the application based on the impedance characteristics. Then, we explain the full-wave simulation conducted to demonstrate that the proposed resonator effectively suppressed power-bus resonance.

    DOI: 10.1109/MEMC.2014.6798799

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  • Investigation in Burst Pulse Injection Method for Fault Based Cryptanalysis 査読

    Kengo Iokibe, Kazuhiro Maeshima, Hiroto Kagotani, Yasuyuki Nogami, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    2014 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)   743 - 747   2014年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    This paper investigated about introduction of the burst pulse injection method standardized for immunity tests to a cryptanalysis using faulty ciphertexts. We investigated the potential of the burst injection method to induce faulty ciphertexts experimentally. Firstly, the standard burst pulse was injected through the power cable to a cryptographic module implementing the Advanced Encryption Standard (AES) on a field programmable gate array (FPGA). As a result, it was confirmed that the burst pulse injection might cause clock glitches on the module. Secondly, the clock glitch was varied in magnitude and timing by use of two pulse generators and transmitted to the AES circuit to clarify what types of clock glitch induce critical faulty ciphertexts suited for recovering the crypto-key successfully. Results confirmed that the clock glitch had potential to induce faulty ciphertexts when it exceeded the threshold and produced a clock interval shorter than the critical path delay in the target round. The two experimental results suggested that burst pulse injection to cryptographic modules through their power cables is a possible scenario of fault analysis attacks.

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  • 電源線から侵入した外乱に起因するクロックグリッチによるFPGA誤動作事例

    五百旗頭 健吾, 前島 一仁, 渡辺 哲史, 籠谷 裕人, 野上 保之, 林 優一, 豊田 啓孝, 曽根 秀昭

    エレクトロニクス実装学術講演大会講演論文集   28 ( 0 )   63 - 66   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会  

    バルク電流やバーストといった外乱注入により発生した暗号FPGAの誤動作に関して考察した。特に発生した誤動作の直接原因がクロックグリッチの場合について、まず、外乱によりFPGAのクロック配線にグリッチが重畳することを実験により検証した。次に、発生した誤動作をグリッチ付クロックをFPGAに直接与える構成において再現し、回路動作とグリッチの関係を検証した。以上の実験結果に基づき、外乱によりクロックグリッチが発生した場合の誤動作発生機構、および評価環境における誤動作発生確率を示した。

    DOI: 10.11486/ejisso.28.0_63

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  • Improvement of linear equivalent circuit model to identify simultaneous switching noise current in cryptographic integrated circuits 査読

    Kengo Iokibe, Tetsuo Amano, Kaoru Okamoto, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   834 - 839   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    The authors previously proposed a method based on a linear equivalent circuit model to predict vulnerability of cryptographic devices before fabrication. The method was verified to demonstrate the correlation power analysis attack, a major side-channel attack method, to a cryptographic device with outstanding accuracy. However, no obvious correlation was seen between the equivalent current source modeling the generation of the simultaneous switching noise (SSN) current in the circuit model and the encryption operation used in the previous study. Therefore, in this study, we improved the topology of the linear equivalent circuit model matched with the physical construction of the power distribution network (PDN) and re-identified the equivalent current source. By comparing the improved current source with the encryption operation, obvious correlations between them were found with respect to the period of the round operation and the dependency of the SSN current on the Hamming distance between successive intermediates. The improved equivalent current source was applied on a Field-Programmable Gate Array (FPGA) in which an Advance Encryption Standard (AES) circuit was implemented to simulate power traces that were confirmed to coincide with measured ones. Correlation between the simulated power traces and the power model was investigated using a set of 1000 plaintexts. As a result, the correlation coefficients agreed well with those for measured power traces. Improving the equivalent circuit model topology, thus, helped to identify the SSN current generated in the FPGA during the AES operation. © 2013 IEEE.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2013.6670526

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  • Experimental Model Validation of Mode-conversion Sources Introduced to Modal Equivalent Circuit 査読

    Kota Sejima, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Liuji R. Koga, Tetsushi Watanabe

    2012 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)   492 - 497   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    We have developed a modal-equivalent-circuit model with mode-conversion sources for clarifying the mode-conversion mechanism and considering countermeasures against common-mode noise by means of circuit analysis based on the proposed model. The modal equivalent circuit is divided into separate normal-mode and common-mode circuits obtained by applying the mode-decomposition technique to an actual circuit. The separate circuits are connected with the mode-conversion sources at the interface where two transmission lines with different current division factors (h) are connected. This model suggests that the mode conversion that occurs is likely related to the common-mode current and the normal-mode voltage at the interface and the difference in the current division factors (Delta h). This paper validates the model experimentally. First, it is validated by changing the grounding conditions of a simple cable interconnection system. Next, the mode-conversion mechanism suggested by the mode-conversion sources is experimentally examined by matching on common mode and replacing a two-wire cable with a coaxial cable so that Delta h becomes almost 0. Circuit simulation results obtained using the modal equivalent circuit with the mode-conversion sources agree well with measured results and this also demonstrates the model's validity.

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  • Equivalent Current Source of Side-channel Signal for Countermeasure Design with Analog Circuit Simulator 査読

    Tetsuo Amano, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2012 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)   806 - 811   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Side-channel attack is a cryptanalytic attack based on information gained from the physical implementation of a cryptographic IC. The simultaneous switching noise (SSN) current is generated as logic gates in cryptographic IC switch simultaneously in encryption processes. SSN current is a cause of electromagnetic interference (EMI). In this study, linear equivalent circuit modeling was examined for the sake of a developing method to evaluate cryptographic systems before fabrication. A linear equivalent circuit model of a cryptographic FPGA, in which an AES algorithm had been implemented, was determined from experimental measurements. The model was implemented into a commercial analog circuit simulator, and the SSN current was estimated under three configurations among which a decoupling circuit, used as a countermeasure, was changed. Estimated current traces were analyzed statistically by using the correlation power analysis (CPA) method to obtain correlation values, a major index security against side-channel attacks. Variation of the correlation values with a decoupling configuration agreed with the corresponding experimental results also obtained in this study. This means that the security of cryptographic devices against side-channel attacks based on analysis of the SSN current can be estimated by using the equivalent circuit model before fabrication.

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  • Identification of Equivalent Current Source of Cryptographic Circuit Based on Impedance and Current Measurements at Board Level 査読

    Kaoru Okamoto, Tetsuo Amano, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2012 PROCEEDINGS OF SICE ANNUAL CONFERENCE (SICE)   73 - 78   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:SOC INSTRUMENT CONTROL ENGINEERS JAPAN  

    Side-channel attacks are a kind of cryptanalytic attacks by means of the electric current in the range of radio frequency (RF) leaking out from a cryptographic integrated circuit (IC) and/or the electromagnetic radiation generated by the RF power current. The RF power current is caused by simultaneous switching activities of logic gates during an encryption process operated in the cryptographic IC. The RF power current is a major cause of the electromagnetic interference (EMI). To decrease the RF power current at PCB level can lead to decrease designing costs. As a preparation of applying LECCS models to a cryptographic IC for estimating the RF power current occurred during an encryption process, the model parameters were identified from measurements in this paper. The LECCS models were composed of a current source that expressed the RF power current occurred in the cryptographic circuit and a passive network. The current source identified grown in amplitude 200 ns after the beginning of the encryption process. This agreed to the beginning of the target round. In frequency domain, current spectra were seen at 24 MHz and its harmonics. The authors obtained waveforms of the RF power current from analog circuit simulations with the LECCS model identified, and validated the cryptographic device in security against the side-channel attacks by means of the correlation power analysis (CPA) method. Results of CPA with the simulated waveforms were consistent to CPA results with measured waveforms. These results means that model parameters were identified correctly, and suggests that the LECCS model is effective for validation of cryptographic devices with respect to side-channel attacks.

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  • Insertion of Parallel RL Circuits into Power Distribution Network for Simultaneous Switching Current Reduction and Power Integrity 査読

    Kengo Iokibe, Yusuke Yano, Yoshitaka Toyota

    2012 ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (APEMC)   417 - 420   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    We investigated a method using parallel RL circuits inserted into power distribution network (PDN) of integrated circuits (ICs) to enhance the IC in EMI and PI performance. Optimal damping resistances of the parallel RL circuit were derived from a characteristic equation of an equivalent circuit of a partial PDN that contributed to PDN resonances dominantly. The parallel RL circuit with the optimal resistances damps the PDN resonances as quickly as possible and reduces peaks in simultaneous switching current that will cause EMI and in input impedance of PDN related to PI. We validated the parallel RL circuit with respect to EMI and PI performance of ICs numerically and experimentally. Results of these validation showed that the proposed method descend the simultaneous switching current at both chip-package-board and on-board resonant frequency. It is also confirmed that insertion of the parallel RL circuits into the power trace reduced the impedance peak due to the chip-package-board resonance.

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  • Experimental model validation of mode-conversion sources introduced to modal equivalent circuit 査読

    Kota Sejima, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Liuji R. Koga, Tetsushi Watanabe

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   492 - 497   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We have developed a modal-equivalent-circuit model with mode-conversion sources for clarifying the mode-conversion mechanism and considering countermeasures against common-mode noise by means of circuit analysis based on the proposed model. The modal equivalent circuit is divided into separate normal-mode and common-mode circuits obtained by applying the mode-decomposition technique to an actual circuit. The separate circuits are connected with the mode-conversion sources at the interface where two transmission lines with different current division factors (h) are connected. This model suggests that the mode conversion that occurs is likely related to the common-mode current and the normal-mode voltage at the interface and the difference in the current division factors (Δh). This paper validates the model experimentally. First, it is validated by changing the grounding conditions of a simple cable interconnection system. Next, the mode-conversion mechanism suggested by the mode-conversion sources is experimentally examined by matching on common mode and replacing a two-wire cable with a coaxial cable so that Δh becomes almost 0. Circuit simulation results obtained using the modal equivalent circuit with the mode-conversion sources agree well with measured results and this also demonstrates the model's validity. © 2012 IEEE.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2012.6351682

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  • Evaluation of Relationship between STP-cable Grounding and Mode Conversion Taking into Account Imbalance Factor 査読

    Tatsuya Nobunaga, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Liuji Koga, Tetsushi Watanabe

    2012 6TH ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL ELECTROMAGNETICS (CEEM' 2012)   119 - 119   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In grounding an STP cable, mode conversion occurs depending on how to ground it. For investigating the mode conversion in a four-conductor transmission-line system that consists of three conductors and the system ground such as the STP cable above the system ground, as shown in Fig. I. we have developed modal equivalent circuit expressed by an imbalance factor of transmission line, a current division factor, in the same way as we developed the one in a three-conductor transmission-line system. The modal equivalent circuit consists of three modal equivalent circuits of normal mode (Fig. 2), primary common mode (Fig. 3), and secondary common mode(Fig. 4). In this paper, mode conversion between normal mode and primary common mode was evaluated using mixed-mode S parameters and the measured data validated the modal equivalent circuit. As a result, it was found that mode conversion depends on the imbalance factor and it was examined how to ground for suppressing mode conversion.

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  • Verification of Common-Made-Current Prediction Method Based on Imbalance Difference Model for Single-Channel Differential Signaling System 査読

    Tohlu Matsushima, Osami Wada, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Liuji R. Koga

    2012 ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (APEMC)   409 - 412   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In a differential transmission line, a large common-mode current is excited due to its asymmetry. In this paper, the authors demonstrate experimentally the common-mode current and verify the imbalance difference model that was proposed for prediction of the common-mode current reduction. Experimental results show that the reduction of common-mode current of about 20 dB is achieved by changing the position of the transmission line. In addition, the differences that are calculated using the imbalance difference model are in agreement with the measured ones within 2 dB.

    DOI: 10.1109/APEMC.2012.6237956

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  • Optimal Resistance Determination Method for RL Damper Circuits in Power Distribution Network of ICs 査読

    Ryosuke Yamagata, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2012 6TH ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL ELECTROMAGNETICS (CEEM' 2012)   222 - 225   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    We investigated a method using parallel RL circuits inserted into power distribution network (PDN) of integrated circuits (ICs) to enhance the IC in EMI and PI performance. Optimal damping resistances of the parallel RL circuit were derived from a characteristic equation of an equivalent circuit of a partial PDN that contributed to PDN resonances dominantly. The parallel RL circuit with the optimal resistances damps the PDN resonances as quickly as possible and reduces peaks in simultaneous switching current that will cause EMI and in input impedance of PDN related to PI. We validated the parallel RL circuit with respect to EMI and PI performance of ICs numerically and experimentally. Results of these validation showed that the proposed method descend the simultaneous switching current at both chip-package-board and on-board resonant frequency. It is also confirmed that insertion of the parallel RL circuits into the power trace reduced the impedance peak due to the chip-package-board resonance.

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  • Equivalent current source of side-channel signal for countermeasure design with analog circuit simulator 査読

    Tetsuo Amano, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   806 - 811   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    Side-channel attack is a cryptanalytic attack based on information gained from the physical implementation of a cryptographic IC. The simultaneous switching noise (SSN) current is generated as logic gates in cryptographic IC switch simultaneously in encryption processes. SSN current is a cause of electromagnetic interference (EMI). In this study, linear equivalent circuit modeling was examined for the sake of a developing method to evaluate cryptographic systems before fabrication. A linear equivalent circuit model of a cryptographic FPGA, in which an AES algorithm had been implemented, was determined from experimental measurements. The model was implemented into a commercial analog circuit simulator, and the SSN current was estimated under three configurations among which a decoupling circuit, used as a countermeasure, was changed. Estimated current traces were analyzed statistically by using the correlation power analysis (CPA) method to obtain correlation values, a major index security against side-channel attacks. Variation of the correlation values with a decoupling configuration agreed with the corresponding experimental results also obtained in this study. This means that the security of cryptographic devices against side-channel attacks based on analysis of the SSN current can be estimated by using the equivalent circuit model before fabrication. © 2012 IEEE.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2012.6351661

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  • Power/Ground Layers with EBG Structure and Ferrite Film for Noise Suppression and Power Integrity Improvement 査読

    Farhan Zaheed Mahmood, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida

    2011 IEEE ELECTRICAL DESIGN OF ADVANCED PACKAGING AND SYSTEMS SYMPOSIUM (EDAPS)   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Noise suppression and power integrity (PI) are two requirements for power/ground layers of printed circuit boards (PCBs). We have proposed the application of electromagnetic bandgap (EBG) structure and ferrite film to power/ground layers. In this paper, not only a test board with the proposed structure but three other test boards to be compared were fabricated to measure with a vector network analyzer. The measured data was evaluated for noise-suppression and PI characteristics. Additional evaluation using a commercial circuit simulator was carried out to evaluate noise-suppression and PI characteristics, assuming a real power-supply circuit. Through the evaluation, the test boards with ferrite film including the proposed structure provided sufficient results.

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  • On-Board Decoupling of Cryptographic FPGA to Improve Tolerance to Side-Channel Attacks 査読

    Kengo Iokibe, Tetsuo Amano, Yoshitaka Toyota

    2011 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)   925 - 930   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    One of PI/EMC design techniques, on-board decoupling, was proved its possibility to be used as a countermeasure against cryptographic side-channel analysis attack. The on-board decoupling was applied to a side-channel attack standard evaluation board (SASEBO-G) involving a cryptographic FPGA that operated an AES-128 encryption process. Two decoupling conditions were examined. Radio frequency (RF) power current was detected with a current probe that was placed on a power cable connected to SASEBO-G for the cryptographic FPGA. Traces of the RF power current were recorded repeatedly with a digital oscilloscope until 30,000 traces were acquired in each decoupling condition. The traces were analyzed statistically by using the correlation power analysis (CPA). Results of CPA show that necessary number of traces to reveal the secret key significantly increased when the RF power current was attenuated by decoupling over the dominant frequency range in spectra of the RF power current. The decoupling technique can be useful as a countermeasure of side-channel analysis attacks to cryptographic modules.

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  • On-board decoupling of cryptographic FPGA to improve tolerance to side-channel attacks 査読

    Kengo Iokibe, Tetsuo Amano, Yoshitaka Toyota

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   925 - 930   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    One of PI/EMC design techniques, on-board decoupling, was proved its possibility to be used as a countermeasure against cryptographic side-channel analysis attack. The on-board decoupling was applied to a side-channel attack standard evaluation board (SASEBO-G) involving a cryptographic FPGA that operated an AES-128 encryption process. Two decoupling conditions were examined. Radio frequency (RF) power current was detected with a current probe that was placed on a power cable connected to SASEBO-G for the cryptographic FPGA. Traces of the RF power current were recorded repeatedly with a digital oscilloscope until 30,000 traces were acquired in each decoupling condition. The traces were analyzed statistically by using the correlation power analysis (CPA). Results of CPA show that necessary number of traces to reveal the secret key significantly increased when the RF power current was attenuated by decoupling over the dominant frequency range in spectra of the RF power current. The decoupling technique can be useful as a countermeasure of side-channel analysis attacks to cryptographic modules. © 2011 IEEE.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2011.6038441

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  • Development of equivalent circuit model with transmission line model for designing filters formed on printed circuit boards 査読

    Keisuke Matsumoto, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   289 - 294   2010年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    The slit pattern formed on the return plane of printed circuit boards (PCBs) acts like a passive element and a defected ground structure (DGS) is one of them. In this paper, we propose an equivalent circuit model with a transmission line model for use in DGS with a filter characteristics. The characteristics of DGS are easily varied with the slit pattern. Thus, DGS is expected to be used for various applications such as a common-mode filter in differential signaling systems. Since a design method has yet to be developed, however, we need to establish a design method for the slit pattern. Some equivalent circuit models have been used, but the models that consist of lumped elements require a full-wave simulation. In addition, the values of the lumped elements do not relate to the physical parameters. Therefore it is not useful for designing filters. In contrast, the equivalent circuit model we propose in this paper will have a great contribution to designing filters with optimum performances and fit for size reduction on PCBs because the transmission line model relates to the physical parameters. As a result, by comparing the transmission characteristics calculated with both a full-wave simulator and a circuit simulator with the proposed equivalent circuit model, the first stop-band width calculated by using the circuit simulator was in agreement with the full-wave simulator. ©2010 IEEE.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2010.5711287

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  • 単一のスリットセグメントへの領域分割によるプリント回路基板の電源系共振の高速解析(放送/一般)

    濱上 雄大, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    映像情報メディア学会技術報告   33   25 - 30   2009年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 映像情報メディア学会  

    多層プリント回路基板の電源系共振は,グリーン関数のモード展開を適用したポート間インピーダンス解析に高速化手法を適用することで,短時間でその特性を計算することができる.この手法では,電源層にスリットを含む場合も,スリット間の電磁結合を表現するモデルを用いて共振特性が求められる.しかし,このスリットモデルの表現ではスリットが幅を持たないため,複数のスリットがある場合など,スリットの幅が電源層の大きさに影響を与える場合には計算結果が正しくなくなる可能性がある.そこで本論文では,スリット間の電磁結合を表現するため,結合マイクロストリップ線路から求めた等価回路モデルを用いて単一のスリットのみを含むスリットセグメントを構成し,これを電源系共振解析に適用することを検討した.結果として,従来モデルと同等かそれ以上の精度で電源系共振解析が可能であることが分かった.

    DOI: 10.11485/itetr.33.15.0_25

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  • Estimation of Radiated Emissions from Multilayered Printed Circuit Board by Common-Mode Antenna Model 査読

    Yuli Wakaduki, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga

    CEEM: 2009 5TH ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL ELECTROMAGNETICS   242 - +   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

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  • De-embedding of Board Parasitics with T-parameters for S-parameter Measurements of Integrated Circuits on PCB-Examinations in One-port Measurements 査読

    Kazuki Maeda, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    CEEM: 2009 5TH ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL ELECTROMAGNETICS   246 - 249   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

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  • Stopband prediction with dispersion diagram for electromagnetic bandgap structures in printed circuit boards 査読

    Yoshitaka Toyota, Arif Ege Engin, Tae Hong Kim, Madhavan Swaminathan, Kazuhide Uriu

    2006 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1-3, PROCEEDINGS   807 - 811   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Electromagnetic bandgap (EBG) structures that prevent propagation of electromagnetic waves within a given frequency range are quite effective in suppressing simultaneous switching noise on parallel power planes. However, it is quite time consuming to compute the stopband frequencies of interest using full-wave electromagnetic simulation of the entire structure. In contrast, using dispersion-diagram analysis based on a unit-cell network of EBG structures is more efficient and less time consuming. This paper presents an approach for two-dimensional EBG structures by extending a well-known dispersion-diagram analysis of one-dimensional infinite periodic structures. The stopbands predicted with the proposed analysis were compared with good agreement to measured and simulated results. In addition, the concept was applied to test the stopband range of EBG structures formed on an actual printed circuit board with a test coupon of an EBG unit cell placed on the same board.

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  • Translation of the electromagnetic mode-splitting along a microstrip line with a slit in the ground plane 査読

    Ryuji Koga, Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Youhei Sakai, Osami Wada, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    CEEM' 2006: ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL ELECTROMAGNETICS, VOLS 1 AND 2, PROCEEDINGS   15 - +   2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Is proposed an approach to know magnitudes of parasitic electromagnetic modes excited by the micro-strip line passing over a slit in the return plane. A part of the power having been carried along, the microstrip-line is transferred to the coplanar-line modes along the slot, and the cylindrical. mode in between the pair of re. turn and ground planes. Magnitudes of those modes are expressed by the ratio of powers of the excited electromagnetic mode to the original microstrip line mode, discarding information of phase. Calculation was done with FDTD in the limited domain., around the cross-point in a moderate time of calculation. This approach contributes to the efficient designing of PCB of commercial electronic devices.

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  • Modeling of gapped power bus structures for isolation using cavity modes and segmentation 査読

    ZL Wang, S Wada, Y Toyota, R Koga

    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY   47 ( 2 )   210 - 218   2005年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Resonance characteristics of gapped power bus structures with a slit or a gap were studied, using a fast algorithm based on a full cavity-mode resonator model and the segmentation method. Inductance and capacitance models were used to account for a field coupling along the slit and across the gap, respectively. The effectiveness of the segmentation method and the inductance model for the slit has been demonstrated by good agreement between the calculated and measured results, while the capacitance model for the gap is shown to be useful when the coupling between the segments is relatively weak.

    DOI: 10.1109/TEMC.2005.847414

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  • Power current modeling of IC/LSI with load dependency for EMI simulation 査読

    H Osaka, T Kinoshita, D Tanaka, O Wada, Y Toyota, R Koga

    2003 IEEE SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, SYMPOSIUM RECORD, VOLS 1 AND 2   16 - 21   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    In this paper, we describe how we modeled EMI noise from the power-pin current of an LSI that has two ports: a power-ground port and a driver output port. We named this modeling the "Linear Equivalent Circuit and Current Source for I/O (LECCS-I/O)" model and with it measured power current and power-ground impedance for various combinations of loading capacitances and decoupling inductances using a small scale IC (74LVC04). Results showed that up to 500 MHz, the LECCS-I/O model could predict peak and valley frequencies of the power current where the error was within 2.5 MHz, and where the peak current error was less than 5 dB. The application range of the LECCS-I/O model is valid where the non-overlap duration of the dumping oscillation wave between cycles is longer than twice the time constant of the waveform.

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  • High-speed common-mode prediction method for PCBs having a signal line close to the ground edge 査読

    T Watanabe, H Fujihara, O Wada, A Namba, Y Toyota, R Koga

    2003 IEEE SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, SYMPOSIUM RECORD, VOLS 1 AND 2   28 - 33   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:IEEE  

    Evaluation of common-mode excitation is important to efficiently reduce the EMI radiated from printed circuit boards (PCBs). We have focused on the excitation mechanisms of the common-mode current flowing on a PCB. In a previous paper, we explained a mechanism of common-mode excitation in terms of the current division factor, which expresses the degree of imbalance of a transmission line. The calculation is two-dimensional so the evaluation time is much shorter than that of FDTD or other 3D fullwave simulations. The calculated reduction of common-mode radiation from simple PCBs agreed well with the measured value. In this paper, to demonstrate the effectiveness of this approach, we apply it to various PCBs, such as one that has a signal trace close to a board edge or one with guard bands, and evaluate the effectiveness of the common-mode reduction. Our calculated and experimental results are in good agreement.

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  • Analysis of resonance characteristics of a power bus with rectangle and triangle elements in multilayer PCBs 査読

    ZL Wang, O Wada, Y Toyota, R Koga

    ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL ELECTROMAGNETICS, CEEM'2003, PROCEEDINGS   73 - 76   2003年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:PUBLISHING HOUSE BEIJING UNIV POSTS & TELECOMMUNICATIONS  

    One of the major source of radiated EMI is attributed to power bus resonance in a printed circuit board(PCB). A fast algorithm, combined with the segmentation method, is applied for calculating resonance characteristics of a power bus whose pattern consisting of several segments of rectangles and/or right-angled triangles. Good agreements between the calculated and measured results demonstrate the usefulness and accuracy of the fast algorithm and the segmentation method.

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  • Stable inversion method for a polarized-lidar: Analysis and simulation 査読

    He Wei, Ryuji Koga, Kengo Iokibe, Osami Wada, Yoshitaka Toyota

    Journal of the Optical Society of America A: Optics and Image Science, and Vision   18 ( 2 )   392 - 398   2001年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A new inversion inhomogeneous atmosphere (IA) method that is more stable than Fernald’s method for two-component (molecule and aerosol) scattering analysis of polarized Mie lidar signals is proposed and examined. The backscattering coefficient and the extinction-to-backscattering ratio (EBR) can be calculated for specified regions at which the depolarization ratio is less than that of molecule without further assumptions. The inversion procedure can be extended to both inward stepwise and outward stepwise integration algorithms. Simulation results indicate that a higher precision was achieved with the IA method than with Fernald’s method in terms of error and random noise in estimating boundary value and EBR. Experimental results were also better with the IA method than with Fernald’s method. © 2001 Optical Society of America.

    DOI: 10.1364/JOSAA.18.000392

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  • 微細周期構造にイオン注入したときの素子帯電のシミュレーション

    酒井 滋樹, 辻 博司, 後藤 康仁, 豊田 啓孝, 石川 順三, 丹上 正安, 松田 耕自

    真空   38 ( 3 )   228 - 230   1995年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Vacuum Society of Japan  

    DOI: 10.3131/jvsj.38.228

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    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00032679687?from=CiNii

  • 高周波プラズマスパッタ型負重イオン源における気体材料の負イオン生成

    辻 博司, 岡山 芳央, 豊田 啓孝, 後藤 康仁, 石川 順三

    真空   38 ( 3 )   218 - 220   1995年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Vacuum Society of Japan  

    DOI: 10.3131/jvsj.38.218

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    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00032679656?from=CiNii

  • Special Number/Negative-Ion Beam Technology and Its Application to Materials Science. Surface Potential Measurement of Negative-Ion-Implanted Insulators by Analysing Secondary Electron Energy Distribution. 査読

    豊田啓孝, 辻博司, 南雲正二, 酒井滋樹, 後藤康仁, 石川順三

    Ionics   20 ( 1 )   71 - 76   1994年1月

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    記述言語:英語  

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  • Special Number/Negative-Ion Beam Technology and Its Application to Materials Science. Surface Potential Measurement of Insulated Electrode by Negative-Ion Implantation. 査読

    辻博司, 酒井滋樹, 豊田啓孝, 岡山芳央, 後藤康仁, 石川順三

    Ionics   20 ( 1 )   57 - 64   1994年1月

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    記述言語:英語  

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MISC

  • ツイストペアケーブルからの不要電磁波放射のメカニズム解明

    五十嵐俊, 宮脇大輔, 山岸傑, 桑山一郎, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    住友電工テクニカルレビュー(Web)   ( 204 )   2024年

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  • ローサイドスイッチ回路を含むブラシモータ駆動系へのRLスナバ適用によるLC共振抑制

    菅翔平, XU Zhenhong, 増野彰人, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2023   2023年

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  • コモンモード電流によるプリント回路基板からの電磁的情報漏洩~SASEBO-Gにおける発生メカニズムの検証~

    下田洸平, 日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   123 ( 125(EMCJ2023 29-34) )   2023年

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  • 漏洩波形のSN比を用いた深層学習サイドチャネル攻撃耐性評価コストの削減

    坂上達哉, 日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   123 ( 129(ISEC2023 14-53) )   2023年

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  • 不均衡差分モデルによる隣接金属シャーシを有するケーブル接続プリント基板のコモンモード放射妨害波解析

    Iokibe Kengo, Nomura Takeshi, Takatsu Hiroaki, Tsujimoto Takahiro, Toyota Yoshitaka

    Transactions of the Japan Institute of Electronics Packaging (Web)   16   2023年

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  • GHz帯におけるCFRPの実効導電率及びコモンモードノイズへの影響

    五十嵐俊, 山岸傑, 桑山一郎, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2023   2023年

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  • 配線の平衡度差に着目したモード変換を伴う電磁ノイズシミュレーション─手戻りのないEMC性能評価実現に向けて─

    豊田 啓孝

    エレクトロニクス実装学会誌   25 ( 6 )   535 - 538   2022年9月

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    担当区分:筆頭著者, 最終著者   記述言語:日本語  

    DOI: 10.5104/jiep.25.535

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  • 平衡度不整合モデルによる金属筐体に近接した通信系のコモンモード放射シミュレーション

    五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    エレクトロニクス実装学会誌   25 ( 5 )   439 - 445   2022年8月

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    担当区分:最終著者   記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人エレクトロニクス実装学会  

    DOI: 10.5104/jiep.25.439

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  • コモンモードシミュレーションを用いたEMC設計のための支配的なノイズ源の特定—Identification of Dominant Noise Sources of Radiated Disturbance for EMC Design Using Common-mode Simulation

    辻本 隆浩, 髙津 宏明, 野村 毅, 五百旗頭 健吾, 川島 渉, 豊田 啓孝

    Konica Minolta technology report   19   57 - 62   2022年1月

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    記述言語:日本語  

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  • 線路の平衡度不整合に起因するモード変換の3次元電磁界解析と回路解析の連成解析による評価

    金尾奨, 岩崎浩明, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   122 ( 4(EMCJ2022 1-7) )   2022年

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  • 光学式磁界センサを用いたコイルによる磁界吸収の画像化

    田中拓充, 田上周路, 豊田啓孝

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)   69th   2022年

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  • 基板設計のための波形とスペクトル -基礎と応用例-

    豊田啓孝, 住永伸

    エレクトロニクス実装学会誌   25 ( 5 )   2022年

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  • 光学式磁界センサを用いた交流磁界分布の画像化-誘導コイルの周辺磁界による回路特性の評価-

    田上周路, 田中拓充, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   122 ( 67(EMCJ2022 14-27) )   2022年

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  • 線形漏洩モデルに基づく高SNRの選択平文セットを用いた相関電力解析結果予測の検討

    日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   122 ( 122(ISEC2022 7-29) )   2022年

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  • システム設計の課題と展望

    豊田啓孝

    エレクトロニクス実装学会誌   25 ( 1 )   2022年

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  • ケーブルを含むブラシモータ回路におけるEMIフィルタのセットベース設計による素子定数範囲の決定

    菅翔平, XU Zhenhong, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   122 ( 111(EMCJ2022 28-33) )   2022年

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  • 平衡度の異なるケーブル接続によるコモンモードの発生とそのコモンモードチョークコイルによる抑制の実験的検証

    木村直紀, 金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   73rd   2022年

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  • ツイストペアケーブルからの不要放射評価

    五十嵐俊, 宮脇大輔, 山岸傑, 桑山一郎, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2021   2021年

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  • ブラシモータの温度依存性を考慮したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波予測

    菅翔平, 上本篤志, XU Zhenhong, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2021   2021年

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  • 有線ネットワーク下のM系列変調TDRにおけるk近傍法を適用した異常位置検知

    亀山大樹, 安原朝陽, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2021   2021年

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  • 実機のサイドチャネル攻撃耐性評価を目的とした時間・周波数領域相関電力解析

    日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   121 ( 6(EMCJ2021 1-6) )   2021年

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  • 損失を有する共振器型フィルタの平行平板共振抑制時における不要電磁放射の評価

    児玉秀平, 金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   72nd   2021年

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  • DC/DCコンバータのノイズ源等価回路モデルによる伝導妨害波予測の適用範囲の検討

    大原未緒, ZHANG Shuqi, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   72nd   2021年

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  • ブラシモータの温度依存性を考慮したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波予測

    XU Zhenhong, 菅翔平, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   72nd   2021年

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  • 検出感度向上のためのM系列変調TDRにおける設定パラメータの検討-方形波パルスの場合-

    羽村花音, 亀山大樹, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   72nd   2021年

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  • DC/DCコンバータのターンオン・ターンオフに着目したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波測定の評価 (電磁環境 半導体電力変換合同研究会 半導体電力変換,EMC一般)

    上松 大志, 張 書奇, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電気学会研究会資料. EMC = The papers of technical meeting on electromagnetic compatibility, IEE Japan   2020 ( 57 )   49 - 54   2020年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電気学会  

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  • DC/DCコンバータのターンオン・ターンオフに着目したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波測定の評価 (電磁環境 半導体電力変換合同研究会・半導体電力変換,EMC一般)

    上松 大志, 張 書奇, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電気学会研究会資料. SPC = The papers of technical meeting on semiconductor power converter, IEE Japan   2020 ( 184 )   49 - 54   2020年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電気学会  

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  • 電源系デカップリングによるサイドチャネル攻撃対策効果の伝達インピーダンスに基づく予測の試み (電磁環境研究会 パワーエレクトロニクス,EMC一般)

    五百旗頭 健吾, 矢野 佑典, 豊田 啓孝

    電気学会研究会資料. EMC = The papers of technical meeting on electromagnetic compatibility, IEE Japan   2020 ( 1 )   23 - 28   2020年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電気学会  

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  • DC/DCコンバータのターンオン・ターンオフに着目したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波測定の評価

    上松大志, ZHANG Shuqi, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 282(EMCJ2020 55-63) )   2020年

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  • 暗号ICの電力解析攻撃耐性評価基板に対する要求仕様の検討-PDNの伝達インピーダンスの漏洩強度への寄与-

    菅智信, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 211(HWS2020 25-41) )   2020年

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  • 電源系デカップリングによるサイドチャネル攻撃対策効果の伝達インピーダンスに基づく予測の試み

    五百旗頭健吾, 矢野佑典, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 387(EMCJ2019 81-91)(Web) )   2020年

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  • 高密度配線における非対称構造差動線路を用いたモード変換抑制

    竹内智哉, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)   120 ( 20(EMCJ2020 5-10) )   2020年

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  • コモンモード放射シミュレーション用電流配分率算出のためのコネクタの簡易モデル構築

    豊田啓孝, 金尾奨, 佐田野勝水, 五百旗頭健吾

    エレクトロニクス実装学会講演大会講演論文集(CD-ROM)   34th   2020年

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  • 光学式磁界センサを用いた交流磁界分布計測へのゴーストイメージングの適用

    田上周路, 田中拓充, 豊田啓孝

    Optics & Photonics Japan講演予稿集(CD-ROM)   2020   2020年

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  • ブラシモータを有する可動装置のEMI評価に向けたノイズ電流および不要電磁放射のモデル化の初期検討 (機構デバイス)

    上本 篤志, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   119 ( 134 )   19 - 24   2019年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • ノイズ源等価回路モデルを用いたDC/DCコンバータにおける伝導妨害波電圧の予測精度向上に向けた検討

    上松大志, 大崎悠平, 矢野佑典, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 1(EMCJ2019 1-12)(Web) )   2019年

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  • ブラシモータを有する可動装置のEMI評価に向けたノイズ電流および不要電磁放射のモデル化の初期検討

    上本篤志, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 134(EMD2019 11-16) )   2019年

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  • ノイズ源振幅変調に基づくIC毎の遠方界放射強度および位相推定

    五百旗頭健吾, 吉野慎平, 矢野佑典, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 20(EMCJ2019 13-17)(Web) )   2019年

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  • DC/DCコンバータの2ポートノイズ源等価回路モデルにおけるパラメータ抽出の改善による予測精度向上

    大崎悠平, 矢野佑典, 上松大志, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   118 ( 406(EMCJ2018 100-106)(Web) )   2019年

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  • PSD手法を用いたビアレス・オープンスタブ型EBG構造の設計

    金尾奨, 奥山友貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2019   2019年

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  • 周期構造を有する隣接差動線路間のディファレンシャルモードクロストークの低減メカニズム

    WANG Chenyu, 竹田大晃, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2019   2019年

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  • PSD手法における設計パラメータの正規化によるロバスト性の向上-ビアレス・オープンスタブ型EBG構造の場合-

    金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 124(EMCJ2019 18-29)(Web) )   2019年

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  • ノイズ源振幅変調と相関解析による電磁妨害波源推定法のパワエレ回路への適用に向けた一検討

    川島渉, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   119 ( 124(EMCJ2019 18-29)(Web) )   2019年

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  • Design of Differential Transmission Lines with Periodic Structure for Crosstalk Suppression by Preference Set-based Design Method (電磁環境 マグネティックス合同研究会 EMC一般(EMC Joint Workshop, 2018, Daejon))

    Takeda Hiroaki, Iokibe Kengo, Toyota Yoshitaka

    電気学会研究会資料. EMC = The papers of technical meeting on electromagnetic compatibility, IEE Japan   2018 ( 48 )   11 - 15   2018年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:電気学会  

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  • Design of Differential Transmission Lines with Periodic Structure for Crosstalk Suppression by Preference Set-based Design Method (電磁環境 マグネティックス合同研究会 EMC一般(EMC Joint Workshop, 2018, Daejon))

    Takeda Hiroaki, Iokibe Kengo, Toyota Yoshitaka

    電気学会研究会資料. MAG = The papers of technical meeting on magnetics, IEE Japan   2018 ( 120 )   11 - 15   2018年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:電気学会  

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  • EDAツールを用いたAES回路から漏洩するサイドチャネル波形のSNRシミュレーション法の検討 (ハードウェアセキュリティ)

    手嶋 俊彰, 矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   118 ( 272 )   1 - 5   2018年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • メッシュグラウンドを有するプリント配線基板における回転角度に対する差動スキューの評価 (環境電磁工学)

    王 晨宇, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 510 )   25 - 30   2018年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • アルカリ金属を用いた光学式磁界センサによる交流磁界分布の投影 : ミラーアレイデバイスを用いた高解像イメージの取得 (環境電磁工学)

    田上 周路, 豊田 啓孝, 藤森 和博, 深野 秀樹

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 384 )   19 - 23   2018年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • ノイズ源振幅変調による電磁妨害波ノイズ源の対策優先度決定及び対策効果の評価 (環境電磁工学)

    吉野 慎平, 石田 千晶, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 384 )   49 - 54   2018年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 2重電源層プレーナ型EBG構造の小型化 : 単位セルにおけるインダクタンス増加のための細線導入 (環境電磁工学)

    林 星小雨, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 金子 俊之

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 384 )   43 - 48   2018年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • サイドチャネル攻撃耐性評価コスト削減を目的とした暗号機器へのLC共振器付加 (環境電磁工学)

    河田 直樹, 矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 384 )   77 - 81   2018年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • サイドチャネル攻撃耐性評価コスト削減を目的とした暗号機器へのLC共振器付加

    河田直樹, 矢野佑典, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   117 ( 384(EMCJ2017 88-104) )   2018年

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  • 損失を有する共振器型フィルタによる平行平板共振抑制メカニズムのπ型等価回路を用いた解析

    金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   118 ( 162(EMCJ2018 22-33)(Web) )   2018年

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  • 差動伝送線路への周期構造導入によるクロストーク抑制

    竹田大晃, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会論文誌 B(Web)   J101-B ( 3 )   2018年

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  • ノイズ源振幅変調と相関解析に基づく放射源デバイス毎の電磁妨害波放射強度推定

    吉野慎平, 石田千晶, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    エレクトロニクス実装学会講演大会講演論文集(CD-ROM)   32nd   2018年

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  • メッシュグラウンドを有するプリント配線基板における回転角度に対する差動スキューの評価

    WANG Chenyu, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   117 ( 510(EMCJ2017 105-112) )   2018年

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  • ノイズ源振幅変調による電磁妨害波ノイズ源の対策優先度決定及び対策効果の評価

    吉野慎平, 石田千晶, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   117 ( 384(EMCJ2017 88-104) )   2018年

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  • 2重電源層プレーナ型EBG構造の小型化-単位セルにおけるインダクタンス増加のための細線導入-

    LIN Xingxiaoyu, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝, 金子俊之

    電子情報通信学会技術研究報告   117 ( 384(EMCJ2017 88-104) )   2018年

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  • EDAツールを用いたAES回路から漏洩するサイドチャネル波形のSNRシミュレーション法の検討

    手嶋俊彰, 矢野佑典, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   118 ( 273(ICD2018 39-47) )   2018年

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  • ノイズ源振幅変調による電磁妨害波源デバイス特定法の精度改善 (環境電磁工学) -- (若手研究者発表会)

    石田 千晶, 吉野 慎平, 小川 千晶, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 野上 保之

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 319 )   35 - 40   2017年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 周期構造を有する差動伝送線路におけるクロストーク抑制 (環境電磁工学)

    竹田 大晃, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 1 )   23 - 28   2017年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • DC-DCコンバータのノイズ源等価回路の提案とパラメータ同定 (環境電磁工学)

    大崎 悠平, 矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   117 ( 1 )   29 - 34   2017年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • アルカリ金属を用いた交流磁界の光学検出―市販の磁界テスタとの比較と永久磁石を用いたプローブ化の検討―

    田上周路, 篠原優, 豊田啓孝, 藤森和博, 深野秀樹

    電子情報通信学会論文誌 B(Web)   J100-B ( 3 )   158‐165 (WEB ONLY) - 165   2017年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

    電磁波による情報通信や電力伝送などの普及により,正確な電磁環境計測の需要が高まっている.我々は,アルカリ金属蒸気の電子スピン偏極を利用した光学式磁界センサの電磁環境計測を目指している.本センサは,コイルを用いた従来のセンサと比較して高い感度や空間分解能を有しており,金属ケーブルなどを用いないため,正確な計測が期待できる.センサの高感度動作には,測定対象周波数に応じた静磁界の印加が必要であり,従来の研究では測定部よりも大きなコイルを用いて空間的に均一な磁界を印加していた.本研究では,20 kHzの交流磁界に対して市販の磁界テスタを用いた感度較正を行い,構築したセンサの線形な出力特性と0.4 nTのノイズレベルを確認した.次に,センサ部分の非金属化と小型化を目的として,静磁界の印加に小型の永久磁石を用いて交流磁界検出を行った.永久磁石を用いて静磁界を印加させることで,理想的な場合と比較すると,信号強度は約81%となり,感度帯域は約126%となった.この原因について,印加される静磁界強度の空間的な不均一によると考察した.

    DOI: 10.14923/transcomj.2016pep0010

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  • 筋電義手からの不要電磁放射とその評価法の検討 (環境電磁工学)

    豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 399 )   15 - 18   2017年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • AC magnetic field imaging by using digital micro-mirror device 査読

    Shuji Taue, Yoshitaka Toyota, Kazuhiro Fujimori, Hideki Fukano

    22nd Microoptics Conference, MOC 2017   2017-November   212 - 213   2017年

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    記述言語:英語  

    © 2017 The Japan Society of Applied Physics. We demonstrated optical imagings of AC magnetic fields. A digital micro-mirror device and a lock-in detection allowed obtaining sub-millimeter resolution images without using magnetic shields. Images of gradient field from a wire suggested its potential to apply for signal-source estimations.

    DOI: 10.23919/MOC.2017.8244562

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  • 振幅変調したスイッチング電流とEMI測定の相関係数に基づくノイズ源推定~電源ノイズ測定による原理検証~

    石田千晶, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    エレクトロニクス実装学会講演大会講演論文集(CD-ROM)   31st   2017年

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  • 損失を有する共振器型フィルタの設置位置による電源層間ノイズ抑制効果の評価と考察

    金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   68th   2017年

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  • ノイズ源変調に基づくノイズ源推定法の精度向上

    石田千晶, 吉野慎平, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2017   2017年

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  • RLスナバを用いた同期整流降圧コンバータにおけるLC共振抑制

    河田直樹, 矢野佑典, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2017   2017年

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  • 周期構造を有する差動伝送線路におけるクロストーク抑制

    竹田大晃, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   117 ( 1(EMCJ2017 1-6) )   2017年

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  • DC-DCコンバータのノイズ源等価回路の提案とパラメータ同定

    大崎悠平, 矢野佑典, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告   117 ( 1(EMCJ2017 1-6) )   2017年

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  • アルカリ金属を用いた交流磁界の光学的検出における静磁界の空間不均一による感度への影響 (環境電磁工学)

    田上 周路, 篠原 優, 豊田 啓孝, 藤森 和博, 深野 秀樹

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 320 )   7 - 12   2016年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 内部電流源による暗号回路のサイドチャンネル情報漏洩部特定の試み : AES回路を実装したFPGAに対する検討 (エレクトロニクスシミュレーション)

    五百旗頭 健吾, 河田 直樹, 矢野 佑典, 籠谷 裕人, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 255 )   79 - 84   2016年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 電源層の2層化によるプレーナ型EBG構造の小型化 (環境電磁工学)

    林 星小雨, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 金子 俊之

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 223 )   41 - 45   2016年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 電力変換回路の伝導妨害波予測を目的とした線形等価回路モデルの検討 : モデル同定におけるトリガタイミングの影響 (環境電磁工学)

    矢野 佑典, 下司 弘樹, 五百旗頭 健吾, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 26 )   41 - 45   2016年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 新・回路レベルのEMC設計(17)モード変換の表現可能な等価回路モデルを用いたノイズ解析

    豊田 啓孝

    EMC : electro magnetic compatibility : solution technology : 電磁環境工学情報   29 ( 1 )   99 - 110   2016年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:[科学情報出版]  

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  • くし形電極を用いたプレーナ型EBG構造の小型化 (環境電磁工学)

    豊田 啓孝, 山下 祐輝, 五百旗頭 健吾, 近藤 幸一, 吉田 栄吉, 内藤 政則, 金子 俊之

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   116 ( 4 )   11 - 16   2016年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • B-4-41 任意のPDNにおけるオンボードRLスナバの最適値決定法(B-4. 環境電磁工学,一般セッション)

    河田 直樹, 矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )   361 - 361   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-4-61 暗号機器におけるサイドチャネル波形のSN比と攻撃コストに関する一検討(B-4. 環境電磁工学,一般セッション)

    矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2016 ( 1 )   381 - 381   2016年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • Connector Model for Use in Common-Mode Antenna Model Used to Estimate Radiation from Printed Circuit Boards with Board-to-Board Connector

    Yuri Wakaduki, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Liuji R. Koga, Osami Wada

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E99B ( 3 )   695 - 702   2016年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    A connector model expressed as an inductance is proposed for use in a previously reported common-mode antenna model. The common-mode antenna model is an equivalent model for estimating only common-mode radiation from a printed circuit board (PCB) more quickly and with less computational resources than a calculation method that fully divides the entire structure of the PCB into elemental cells, such as narrow signal traces and thin dielectric layers. Although the common-mode antenna model can estimate the amount of radiation on the basis of the pin configuration of the connector between two PCBs, the calculation results do not show the peak frequency shift in the radiation spectrum when there is a change in the pin configuration. A previous study suggested that the frequency shift depends on the total inductance of the connector, which led to the development of the connector model reported here, which takes into account the effective inductance of the connector. The common-mode antenna model with the developed connector model accurately simulates the peak frequency shift caused by a change in the connector pin configuration. The results agree well with measured spectra (error of 3 dB).

    DOI: 10.1587/transcom.2015EBP3269

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  • 配線へのコモンモード電流注入における電流プローブのモデル化とモード等価回路シミュレーション (環境電磁工学)

    久米川 公嗣, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 427 )   65 - 70   2016年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • Suppression of mode conversion by installing bypass capacitor to power distribution network

    Yoshitaka Toyota, Toshiki Mikura, Kengo Iokibe

    IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials   136 ( 1 )   25 - 32   2016年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan  

    In the modal-equivalent circuit derived from the view of the mode-decomposition technique, mode-conversion sources are placed at the interface where the imbalance factor of the transmission lines changes. In addition, the amount of the mode-conversion sources is proportional to not only the difference in the imbalance factor but also the magnitudes of the normal-mode voltage and the common-mode current at the same position. In this paper, therefore, the suppression of mode conversion from normal mode to common mode is experimentally examined by installing a bypass capacitor to power distribution network. The bypass capacitor helps reduce the normal-mode voltage in the vicinity of a connector on a test board where mode conversion occurs so that the common-mode current flowing a power-line cable and the electric field far from the test board are decreased. In fact, the mode conversion was most suppressed when the bypass capacitor is placed closest to the connector on the test board. Also, it was found that the mode conversion was suppressed by the capacitor installed to the power-line cable in the vicinity of the connector.

    DOI: 10.1541/ieejfms.136.25

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  • Analysis of side-channel information leaking behavior in cryptographic circuit using internal current source

    Kengo Iokibe, Nobuhiro Tai, Hiroto Kagotani, Hiroyuki Onishi, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials   136 ( 6 )   365 - 371   2016年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Institute of Electrical Engineers of Japan  

    Cryptographic circuits were analyzed regarding their side-channel information leaking behavior based on internal current source. Cryptographic circuits were implemented in an FPGA with registers arranged to demonstrate three known side-channel information leaking behaviors
    (1) leakage is reduced by making Hamming distance (HD) at registers constant, (2)leakage increases with signal-to-noise ratio of side-channel traces, and (3) unbalance of routing path from registers to load circuits produces leakage. The implemented circuits were measured in terms of voltage fluctuation in the power distribution network for FPGA core circuit where the circuits were implemented. The measured voltage fluctuations were converted into internal current sources that were exploited to analyze the information leaking behavior by applying a side-channel analysis, correlation power analysis (CPA). The analysis confirmed that internal current source clearly demonstrated the side-channel information leaking behaviors. This results suggests that internal current source would allow to understand what parts of encryption circuits largely contribute to leak information and how to develop an efficient and low-cost countermeasure against side-channel attacks.

    DOI: 10.1541/ieejfms.136.365

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  • ディジタルICの電源供給回路網に付加するオンボードRLスナバの最適抵抗値決定式の導出

    河田直樹, 吉野慎平, 矢野佑典, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   67th   2016年

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  • 暗号回路におけるサイドチャネル情報漏洩挙動の内部電流源による分析

    五百旗頭健吾, 田井伸拓, 籠谷裕人, 大西紘之, 豊田啓孝, 渡辺哲史

    電気学会論文誌 A   136 ( 6 )   2016年

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  • 近傍磁界分布測定を利用したサイドチャネル情報漏洩特性の分析

    五百旗頭健吾, 矢野佑典, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2016   2016年

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  • 損失を有する共振器型フィルタ実用化のための複雑形状の電源/GND層間の共振抑制評価

    久保輝真, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)   2016   2016年

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  • フェライト膜の電気的特性を考慮した損失を有する共振器型フィルタの設計 (環境電磁工学)

    久保 輝真, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 309 )   31 - 36   2015年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • B-4-47 IC電源供給回路の共振抑制を目的としたオンボードRLスナバの最適パラメータ(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    五百旗頭 健吾, 河田 直樹, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2015 ( 1 )   260 - 260   2015年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 高密度実装のための差動線路屈曲部における非対称テーパ付密結合屈曲構造の収納性向上 (環境電磁工学) -- (若手研究者発表会)

    王 晨宇, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 131 )   49 - 54   2015年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • Suppression of Mode Conversion by Using Tightly Coupled Asymmetrically Tapered Bend in Differential Lines

    Yoshitaka Toyota, Shohei Kan, Kengo Iokibe

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E98B ( 7 )   1188 - 1195   2015年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    In this paper, we propose a tightly coupled asymmetrically tapered bend to suppress differential-to-common mode conversion caused by bend discontinuity in a pair of differential lines. Tightly coupled symmetrically tapered bends have been so far proposed to suppress the mode conversion by decreasing the path difference in the bend. This approach makes the path difference shorter so that the differential lines are coupled more tightly but the path difference of twice the sum of the line width and the line separation still remains. To suppress the remaining path difference, this paper introduces the use of asymmetric tapers. In addition, two-section tapers are applied to reduce differential-mode reflection increased by the tapers and hence improve differential-mode propagation. A full-wave simulation of a right-angled bend demonstrates that the forward differential-to-common mode conversion is decreased by almost 30 dB compared to the symmetrically tapered bend and that the differential-mode reflection coefficient is reduced to the same amount as that of the classic bend. Also, the generality of the proposed bend structure is discussed.

    DOI: 10.1587/transcom.E98.B.1188

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  • Planar EBG Structure with Ferrite Thin Film for Power-bus Noise Reduction (Electromagnetic Compatibility)

    TOYOTA Yoshitaka

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 114 )   29 - 32   2015年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • 電源系配線におけるモード変換位置へのコンデンサ実装によるコモンモードノイズ発生量の低減 (環境電磁工学)

    三倉 駿紀, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 29 )   7 - 12   2015年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • アルカリ金属のスピン偏極を用いた低周波電磁波計測の検討 (環境電磁工学)

    長岡 孝幸, 田上 周路, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   115 ( 29 )   43 - 48   2015年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:電子情報通信学会  

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  • B-4-63 差動線路の信号品質に与えるコモンモード特性インピーダンスの影響評価(B-4.環境電磁工学)

    高力 圭太, 菅 翔平, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2015 ( 1 )   353 - 353   2015年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 電源-グラウンド層間のノイズ低減のためのビアレス・オープンスタブ型EBG構造の提案 (環境電磁工学)

    山下 祐輝, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 近藤 幸一, 吉田 栄吉, 金子 俊之

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 398 )   57 - 62   2015年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    周期構造による電磁バンドギャップ(Electromagnetic Bandgap: EBG)形成(EBG構造)により,プリント回路基板の電源-グラウンド層間の高周波ノイズを低減する検討が行われている.EBG構造はその抑制量が非常に大きいため,デジアナ混載基板において微弱な信号を扱う高周波回路部に対してディジタル回路部で発生する同時スイッチングノイズの伝搬抑制に有効である.EBG構造には様々な形状があるが,大まかにはビアの有無で分類できる.我々は,ビアの無いプレーナ型EBG構造に着目して高周波ノイズの抑制を検討してきた.これは2層で構成でき,ビアが不要であることからコスト面からも有利と考えられるためである.一方,ビア有りのEBGで提案されているオープンスタブEBGは抑制周波数に依存せず小型化が可能である.オープンスタブEBG構造はビア有りに特有の構造と考えていたが,本報告では,構造を工夫することでビア無しのプレーナ型オープンスタブEBG構造を提案する.そして,電磁界シミュレーションによりその抑制効果を調べ,2.4GHz帯においてそれを確認した.

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  • Effect of Mg loading on the high-frequency tunability of Ba0.8Sr0.2TiO3 ceramics

    Takashi Teranishi, Tsuyoshi Sogabe, Hidetaka Hayashi, Akira Kishimoto, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS   54 ( 1 )   11502-1-011502-6   2015年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    The effect of Mg loading on the high-frequency tunable properties and dielectric loss of Ba0.8Sr0.2Ti1-xMgxO3 (BSTM) ceramics was investigated. Variation in the lattice parameters and the 90 degrees domain configuration with Mg loading indicated a decrease in the tetragonal distortion. Additionally, the 90 degrees domain size decreased slightly with a low Mg loading, up to 0.1 mol %, resulting in a higher domain-wall density compared with the non-doped specimen. The 0.075 mol% Mg-loaded BSTM ceramic exhibited the highest tunability; this was attributed to the domain-size effect. The loss tangent (tan delta) roughly decreased with Mg loading, due to loaded oxygen vacancies. The maximum figure of merit value (FOM = tunability/tan delta) at 10 MHz was achieved for the 0.075 mol% Mg specimen, twice that of the non-doped specimen, due to an increase in the tunability and a decrease in the loss tangent with Mg loading. (C) 2015 The Japan Society of Applied Physics

    DOI: 10.7567/JJAP.54.011502

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  • 線路接続部で生じるモード変換の等価回路モデル -モデルの妥当性とノイズ抑制に向けた検討-

    豊田啓孝

    電磁環境工学情報EMC   321 ( 9 )   85 - 100   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:[科学情報出版]  

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  • Miniaturization of a Planar EBG Structure Using Interdigital Electrodes

    Yuki Yamashita, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida, Toshiyuki Kaneko

    2015 IEEE ELECTRICAL DESIGN OF ADVANCED PACKAGING AND SYSTEMS SYMPOSIUM   39 - 42   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    This paper describes a proposed planar electromagnetic bandgap (EBG) structure whose unit cell size is miniaturized through the use of interdigital electrodes (IDEs). For planar EBG structures in general, it is difficult to miniaturize the cell size independently of stopband frequency because the stopband frequency depends on the cell size. For the proposed structure, however, the cell size can be miniaturized because the IDEs help enlarge the capacitance between adjacent unit cells and utilize a resonator formed in the unit cells. Because the resonator's resonant frequency determines the stopband frequency of an EBG structure with IDEs, the cell size can be miniaturized independently of the stopband frequency. In the work described in this paper, the proposed EBG structure's efficacy in reducing power bus noise was examined and evaluated through full-wave simulation and measurement in the wireless communication band. It was found that an IDE-EBG structure with a small (25 mm(2)) unit cell is a valid means for achieving power bus noise reduction.

    DOI: 10.1109/EDAPS.2015.7383703

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  • Formulation of Mode Conversion in Differential Transmission Lines with Bend Discontinuity

    Keita Takariki, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2015 IEEE ELECTRICAL DESIGN OF ADVANCED PACKAGING AND SYSTEMS SYMPOSIUM   152 - 155   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    This paper formulates mode conversions of transmission and reflection from differential mode to common mode in differential transmission lines with bend discontinuity using a very simple model. The formulae tell us that the mode conversion is caused by not only the path difference in the bend but also the difference between the characteristic impedance and port impedance. The formulae were validated by full-wave simulation under the assumption that effect of the bend region is small and results showed that path difference reduction and impedance matching at the input and output ports are significant in suppressing mode conversion. This suggests that the tightly coupled asymmetrically tapered bend proposed by the authors should be effective for suppressing mode conversion.

    DOI: 10.1109/EDAPS.2015.7383689

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  • Electromagnetic Immunity Analysis Using Modal-equivalent Circuit in Cable Interconnection System

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Liuji R. Koga

    2015 ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (APEMC)   716 - 719   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Electromagnetic immunity analysis as well as electromagnetic emission analysis is significant for EMC design. In this paper, we apply a modal equivalent-circuit model with mode-conversion sources to electromagnetic immunity analysis in a simple cable interconnection system. The analysis can treat mode conversion caused by discontinuity in multi-conductor transmission line with circuit analysis and has been validated in electromagnetic emission analysis. The approach takes an advantage in less calculation sources and helps get design considerations compared with full-wave simulation. In this paper, common-mode excitation by a current probe in a simple cable interconnection system is investigated for model validation. As a result, it is demonstrated that the circuit analysis with the modal-equivalent circuit model agrees well with the measurement results.

    DOI: 10.1109/APEMC.2015.7175388

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  • Conducted Disturbance Estimation of Power Converter Circuits Based on Linear Equivalent Circuit Model for EMI Filter Design

    Hiroki Geshi, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe, trial Technology Center of Okayama Pre

    Eighth 2015 Korea-Japan Joint Conference on EMT/EMC/BE (KJJC-2015), P-11, Sendai, Japan   89 - 90   2015年

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  • Optically Pumped Alkali-Meta Atomic Magnetometer using Permanent Magnets for AC Magnetic Field Detection

    Shuji Taue, Masaru Shinohara, Takayuki Nagaoka, Yoshitaka Toyota, Kazuhiro Fujimori, Hideki Fukano

    Eighth 2015 Korea-Japan Joint Conference on EMT/EMC/BE (KJJC-2015), P-15, Sendai, Japan   97 - 98   2015年

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  • Security Simulation against Side-Channel Attacks on Advanced Encryption Standard Circuits Based on Equivalent Circuit Model

    Kengo Iokibe, Kazuhiro Maeshima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota

    2015 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)   224 - 229   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    An equivalent circuit model was applied to a cryptographic module to simulate the resistance of the module against side-channel attacks. The cryptographic module involved two fiel programmable gate arrays (FPGAs), on which an Advanced Encryption Standard (AES) circuit was implemented on one of them. The equivalent circuit model proposed in the previous literature was improved in terms of the accuracy of model parameters. Resistance against side-channel attacks was simulated in a more practical configuratio with the improved model than that in the previous work. Resistance was simulated with random plaintexts (input values) to the cryptographic circuit, whereas a biased plaintext set was used to simplify simulation. The simulation was carried out with two decoupling configuration for the power distribution network of the FPGA core that the AES circuit was implemented in. The results obtained from simulation confirme that the equivalent circuit model allowed side-channel resistance to be precisely predicted.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2015.7256163

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  • Dependence of Power Distribution Network Impedance on Circuits Implemented in Field Programmable Gate Array

    Nobuhiro Tai, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe, trial Technology Center of Okayama Pre

    Eighth 2015 Korea-Japan Joint Conference on EMT/EMC/BE (KJJC-2015), P-09, Sendai, Japan   85 - 86   2015年

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  • サイドチャネル情報漏洩に寄与が大きいAES回路部の内部電流源に基づく検討

    五百旗頭健吾, 田井伸拓, 大西紘之, 籠谷裕人, 豊田啓孝, 渡辺哲史

    情報理論とその応用シンポジウム予稿集(CD-ROM)   38th   2015年

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  • ディジタルICのPDN共振を抑制するオンボードRLスナバの実装位置自由度の検討 (環境電磁工学)

    五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 381 )   69 - 74   2014年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ディジタルICの電源供給回路(PDN)で発生する共振を抑制する手法としてRLスナバが提案されている。本報告ではプリント基板上のPNDに挿入するRLスナバの実装位置について検討した。実装位置として部品や配線の実装密度が高いIC近傍と、密度が小さい遠方について、PDN共振周波数における電源系高周波電流の抑制効果を比較した。2つの実装位置について抵抗値とインダクタンスの最適値を決定し、それらで構成するRLスナバをインバータICのPDNに実装した。さらに電源系高周波電流を測定し、2つの実装位置による共振電流低減効果を比較した。その結果、異なる実装位置でも同レベルの低減効果を実現できることを確認した。この結果は回路シミュレーションの結果とも一致した。よって、オンボードRLスナバはボード上の部品や配線の実装状況に応じて実装位置を柔軟に設定でき、かつ、実装位置に関係なく一定の共振抑制効果を得られる。

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  • モード変換抑制のための電源系配線へのコンデンサ実装位置の検討 (環境電磁工学)

    三倉 駿紀, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 214 )   5 - 10   2014年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    多線条線路の不連続,すなわち,配線の断面構造変化によりモード変換が生じる.これは,ノーマルモードノイズが伝搬すると,この不連続位置でのモード変換によりコモンモードノイズが発生して不要電磁放射(Electromagnetic Interference: EMI)につながる.電源系配線に着目した場合,DC-DCコンバータのスイッチングによる高周波ノイズが最近では問題となっており,EMI低減のための効果的な抑制法の検討は重要である.線路の不連続位置におけるモード変換では,その位置のノーマルモード電圧に比例してコモンモードが励振される.信号配線と異なり,電源系配線ではコンデンサを挿入することで高周波のノーマルモード電圧が効果的に低減できる.本稿では,線路の不連続が生じるコネクタと実装するコンデンサとの間の距離を変えて不連続位置近傍のノーマルモード電圧の低減量,ならびに,系を流れるコモンモード電流,系から放射される電界の低減量の関係を調べた.結果として,ノイズ源であるDC-DCコンバータ近傍より,コネクタ近傍にコンデンサを配置する方がよりモード変換を抑制し,コモンモード電流,および,放射電界を低減できることを確認した.

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  • B-4-42 差動線路屈曲部における非対称テーパ付密結合屈曲構造の作製とモード変換抑制の評価(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    菅 翔平, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2014 ( 1 )   269 - 269   2014年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • フェライト薄膜とオープンスタブからなる損失を有する共振器型フィルタの作製と評価 (環境電磁工学)

    豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 近藤 幸一, 吉田 栄吉

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 135 )   7 - 12   2014年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電子機器の多層プリント回路基板における電源/グラウンド層の高周波ノイズ伝搬を抑制する目的で,損失を有する共振器型フィルタをこれまでに提案している.この共振器型フィルタは周波数選択性を有し,内包する共振器の共振周波数を変えることでノイズ伝搬を抑制する周波数域を任意に設定できる.さらに,共振器に与えた損失により除去したノイズの再放出を生じさせない.本稿では,この損失を有する共振器型フィルタを,フェライト薄膜とオープンスタブによりプリント回路基板上に実現した.そして,電磁界シミュレーションと実測で得られた透過特性を調べることで,電源/グラウンド層間を伝搬するGHz帯の高周波ノイズの抑制効果を評価した.その結果,所望のノイズ抑制効果を確認した.さらに,電源/グラウンド層が多層プリント回路基板内部に形成された場合も内層のグラウンド層と共振器型フィルタのグラウンド層をビアで接続してノイズをフィルタに伝えることで,電源/グラウンド層間のノイズを抑制することができた.

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  • 電源ケーブルからICへ侵入する外来妨害波の注入方法による比較 (環境電磁工学)

    前島 一仁, 五百旗頭 健吾, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 129 )   31 - 36   2014年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本報告では,電子機器のイミュニティ試験における外来妨害波の伝達過程解明を目的とし,妨害波の注入環境を変化させたときにボード上で観測されるノイズの変化を観測した.実験系は電気的ファストトランジェント/バースト(EFT/B)試験器,結合回路,プリント回路基板(Printed Circuit Board: PCB)で構成した.結合回路には結合・減結合回路網(Coupling Decoupling Network: CDN),またはカレントプローブを使用し,バーストパルスを電源ケーブルより注入した.その結果,正パルスを注入するとPCBに実装されたICの電源電圧が変動した.バーストパルスによりPCB上に発生するノイズ波形は結合回路によって変化した.この原因として,EFT/B試験器から見た入力インピーダンスの変化に言及した.さらに,PCBグラウンドのシステムグラウンドへの接地による特定周波数で変動するノイズの現象を観測した.

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  • 内部等価電流源に基づくAES暗号回路の情報漏洩源としての挙動分析 (環境電磁工学)

    田井 伸拓, 五百旗頭 健吾, 籠谷 裕人, 大西 紘之, 前島 一仁, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 93 )   13 - 18   2014年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々は暗号IC内部で発生するスイッチング電流を等価電流源として同定している,内部等価電流源を調べることにより暗号ICのサイドチャネル攻撃に対する安全性を評価でき,効果的な安全設計実現を期待できる.本稿ではサイドチャネル攻撃対策を付加したAES回路と未付加の回路をFPGA実装し,暗号処理に伴って発生するスイッチング電流の情報漏洩源としての挙動を,内部等価電流源に基づき調べた.結果,レジスタ遷移より前に電流値の分散が小さくなる時間が存在し,その時刻において電流値と中間値HDとの相関が高くなり,情報漏洩が発生していることを確認した.内部等価電流源を利用することにより,暗号IC内部の情報漏洩源としての挙動をより詳細に分析できる可能性を示した.

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  • ノーマル・コモン両モード間のモード変換を考慮したコモンモードアンテナモデルによる不要電磁放射シミュレーション (エレクトロニクスシミュレーション)

    若槻 友里, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   114 ( 69 )   29 - 34   2014年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板上のノーマル・コモン両モード間のモード変換が原因となって生じる不要電磁放射(コモンモード放射)に注目し,コモンモードアンテナモデルを用いた放射量シミュレーションを検討している.コモンモードアンテナモデルは,線路の電流配分率とノーマルモード電圧から求めたモード変換励振源を起電力とする等価アンテナモデルである.このときノーマルモード電圧にモード等価回路モデルより求めた伝送線路解析結果を用いることで両モード間のモード変換を考慮する.これまでの手法ではモード等価回路を繰り返し解析する必要があり,繰り返し回数が少ないと十分な計算精度が得られず,また計算時間が増大する問題もあった.本報告では伝送線路解析上でモード等価回路を同時解析するようにシミュレーション手法の改良を行った.これによって計算時間は短縮された.改良した手法では繰り返し解析の場合に比べて放射量シミュレーション精度も向上し,特に放射のピーク周波数付近では実構造モデルと比較して誤差1dB以下の精度まで改善することができた.

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  • 差動線路の屈曲部におけるモード変換抑制のための非対称テーパ付密結合屈曲構造の提案 (環境電磁工学)

    菅 翔平, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 423 )   27 - 32   2014年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板上の差動線路の屈曲部では,線路間に経路差が生じ,この経路差により生じる各線路の信号伝搬に伴う位相差がモード変換を生じさせる.そこで,本稿では,モード変換を抑制した屈曲構造を提案する.それは,これまでに提案されている対称テーパ付密結合屈曲構造のテーパを非対称にし,密結合屈曲部に残された経路差を打ち消すもので,モード変換量は対称テーパの場合に比べて約23dB低減した.さらに,非対称テーパを2分割にすることでディファレンシャルモードの特性インピーダンスをテーパの途中で変わらず一定値なるようにして,反射は約10dB減少した.

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  • Guard Trace with Periodic Structure Taking Signal Integrity into Account

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Tetsushi Watanabe

    2014 IEEE ELECTRICAL DESIGN OF ADVANCED PACKAGING & SYSTEMS SYMPOSIUM (EDAPS)   45 - 48   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The guard trace is effective for suppressing common-mode generation caused by placing a signal trace too close to the return edge on a printed circuit board. In our previous study, a guard trace with a periodic structure was proposed not only to reduce common-mode radiation but also to maintain signal integrity and was found to be effective. In the current work, the shape of the periodic structure and the termination at both edges to improve the features was investigated through full-wave simulation and measurement from the viewpoint of transmission coefficient as well as far-field radiation. Results show that the smaller the widths of the narrow portion, the further the periodic structure helps reduce common-mode radiation and maintain signal integrity. Also shown is that the periodic guard trace with both ends connected to the return plane is an appropriate structure.

    DOI: 10.1109/EDAPS.2014.7030811

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  • Power-bus Noise Reduction Using Ferrite-covered Open Stub in Printed Circuit Board

    Yoshitaka Toyota

    2014 IEEE CPMT SYMPOSIUM JAPAN (ICSJ)   79 - 82   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    For suppressing the power-bus resonance at higher frequencies, which causes propagation of electromagnetic noise and detraction of power integrity, we proposed a lossy resonator filter with frequency selectivity and low loss. To suppress noise propagation in the power-ground plane pair of a printed circuit board (PCB) at high frequencies (over 1 GHz), a ferrite-covered open stub was formed on a PCB as a lossy resonator filter. Its characteristics were verified by not only full-wave simulation but also measurement using a vector network analyzer. The simulation and measurement results show that the noise in the power bus of the PCB at frequencies over 1 GHz is suppressed. Through a series of investigations focusing on the input impedance characteristics, this paper clarified that low impedance of the open stub around resonant frequency helps prevent the impedance of the power-ground plane pair from increasing due to parallel plate resonances to achieve power-bus noise reduction.

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  • Suppression of noise propagation between power and ground planes using ferrite-plated EBG structure

    K. Kondo, S. Yoshida, Y. Toyota

    Funtai Oyobi Fummatsu Yakin/Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy   61   S299 - S302   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy  

    To confirm the feasibility of suppressing electromagnetic interference (EMI) in the inner layers of multilayered printed wiring boards (PWBs) and sustaining power integrity characteristics, influence of inserting a ferrite-plated thin film between the power and ground planes on the transmission characteristics were evaluated using four types of test boards with the following two conditions: one is the solid test board with a plane copper foil or the EBG (Electromagnetic bandgap) test boards with a one-dimensional lattice-shaped EBG structure consisting of large and small squares 15 mm x 15 mm and 1.5 mm x 1.5 mm in size
    the other is whether the 3 or 6 μm-thick ferrite film was deposited or not. The multiple peaks of the transmission coefficient S21 due to parallel plate resonances were observed in the solid test board without ferrite film but the peaks were suppressed over the wide frequency range up to 6 GHz by applying the ferrite film. The EBG test board with the ferrite film provided not only wideband attenuation owing to the ferrite film but also large attenuation in the EBG stopband. The multiple peaks of in the driving point impedance Z11 due to the parallel plate resonances were also successfully suppressed by applying the ferrite film exhibiting favorable power integrity characteristics.

    DOI: 10.2497/jjspm.61.S299

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  • Suppression of Mode Conversion by Decreasing Path Difference by using an Asymmetrically Tapered Bend in Differential Transmission Lines

    Shohei Kan, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Tetsushi Watanabe

    2014 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, TOKYO (EMC'14/TOKYO)   129 - 132   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    A tightly coupled asymmetrically tapered bend to suppress differential-to-common-mode conversion (caused by bend discontinuity in a pair of differential transmission lines) is proposed. A tightly coupled tapered bend has been proposed to suppress the mode conversion by decreasing the path difference in the bend. The tightly coupled bend with symmetric tapers makes the path difference shorter so that the differential transmission lines are coupled more tightly, but a path difference of twice the line separation still remains. To decrease the remaining path difference, a pair of asymmetric tapers is proposed. A full-wave simulation demonstrated that the amount of differential-to-common-mode conversion was decreased by 29 dB compared to that of the symmetrically tapered bend. To suppress differential-mode reflection, furthermore, a tightly coupled bend with sectionally divided asymmetric tapers is suggested.

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  • Analysis on Equivalent Current Source of AES-128 Circuit for HD Power Model Verification

    Kengo Iokibe, Kazuhiro Maeshima, Hiroto Kagotani, Yasuvuki Nogami, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    2014 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, TOKYO (EMC'14/TOKYO)   302 - 305   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    We analyzed equivalent current source of cryptographic circuits implemented on a field programmable gate array (FPGA). The equivalent current source represented internal switching current behaviors in the cryptographic circuits during an Advanced Encryption Standard (AES) operation. In this work, the internal current was analyzed for extracting leakage functions and correlation coefficients from scatter diagrams of the Hamming Distance (HD) of AES intermediate values and the current magnitudes. The obtained leakage functions were confirmed a well-known assumption on the HD power model that magnitude of switching current due to transition of register states is proportional to HD of the register. The internal current was also investigated in terms of correlation with the HD model. Correlation coefficients increased as transforming the external power trace in the internal current because two types of noise were reduced by the transform; constant noise and overlap effect of successive rounds. The noise reduction inferred that the use of the internal current source would provide more precise verification of countermeasures.

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  • ディジタルIC電源供給回路へのRLスナバ適用による伝導性電磁雑音低減及び電源品質改善

    五百旗頭健吾, 山縣亮介, 豊田啓孝

    電子情報通信学会論文誌B   J97-B ( 7 )   497 - 506   2014年

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  • Modal Equivalent Circuit of Bend Discontinuity in Differential Transmission Lines

    Yoshitaka Toyota, Shohei Kan, Kengo Iokibe

    2014 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, TOKYO (EMC'14/TOKYO)   117 - 120   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The equivalent-circuit expression of bend discontinuity in differential transmission lines, which is derived from the view of the mode-decomposition technique, is proposed in this paper. We investigated the relationship between the amount of mode conversion in the bend region and two components in the modal equivalent circuit: the mode-conversion sources and the modal reactances (modal inductances and capacitances). As a result, it was found that not only the difference in the imbalance factor but also the magnitude of the modal reactances can have a lot of effect on the mode conversion.

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  • Ferrite-covered Open Stub as Lossy Resonator Filter for Suppressing Noise Propagation in Power Bus

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida

    2014 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC EUROPE)   765 - 769   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    A lossy resonator filter with frequency selectivity and low loss, which suppresses noise propagation in the power-ground plane pair of a printed circuit board (PCB) at high frequencies (over 1 GHz), was fabricated and evaluated. A ferrite-covered open stub was formed on a PCB as a lossy resonator filter, and its characteristics were verified by measurement using a vector network analyzer as well as full-wave simulation. The measurement and simulation results show that the noise in the power bus of the PCB at frequencies over 1 GHz is suppressed. Even in the case that the power bus is inside the board, noise propagation in the power bus was suppressed by connecting the inside ground plane and the ground plane of the lossy resonator filter by vias in order to conduct the noise to the filter.

    DOI: 10.1109/EMCEurope.2014.6931007

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  • Guard Trace with Periodic Structure for Reducing Common-mode Radiation and Maintaining Signal Integrity

    Yuho Terai, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Tetsushi Watanabe

    2014 INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, TOKYO (EMC'14/TOKYO)   545 - 548   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The guard trace is effective for suppressing common-mode generation caused by placing a signal trace close to the return edge on a printed circuit board. Our previous studies on the guard trace focused only on a design methodology for reducing common-mode radiation, but the placing guard trace close to the signal line increases crosstalk to deteriorate signal integrity. A guard trace with a periodic structure is therefore proposed for simultaneously reducing common-mode radiation and maintaining signal integrity. Several test boards with different period patterns were evaluated by measurement and full-wave simulation from the viewpoint of transmission coefficient as well as common-mode radiation. As a result, it was found that the guard trace with the periodic structure helps reduce common-mode radiation and maintain signal integrity except for a couple of conditions.

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  • Suppression of noise propagation between power and ground planes using ferrite-plated EBG structure

    K. Kondo, S. Yoshida, Y. Toyota

    Funtai Oyobi Fummatsu Yakin/Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy   61 ( S1 )   S299 - S302   2014年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy  

    To confirm the feasibility of suppressing electromagnetic interference (EMI) in the inner layers of multilayered printed wiring boards (PWBs) and sustaining power integrity characteristics, influence of inserting a ferrite-plated thin film between the power and ground planes on the transmission characteristics were evaluated using four types of test boards with the following two conditions: one is the solid test board with a plane copper foil or the EBG (Electromagnetic bandgap) test boards with a one-dimensional lattice-shaped EBG structure consisting of large and small squares 15 mm x 15 mm and 1.5 mm x 1.5 mm in size
    the other is whether the 3 or 6 μm-thick ferrite film was deposited or not. The multiple peaks of the transmission coefficient S21 due to parallel plate resonances were observed in the solid test board without ferrite film but the peaks were suppressed over the wide frequency range up to 6 GHz by applying the ferrite film. The EBG test board with the ferrite film provided not only wideband attenuation owing to the ferrite film but also large attenuation in the EBG stopband. The multiple peaks of in the driving point impedance Z11 due to the parallel plate resonances were also successfully suppressed by applying the ferrite film exhibiting favorable power integrity characteristics.

    DOI: 10.2497/jjspm.61.S299

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  • 差動線路の屈曲部のモード等価回路表現 (環境電磁工学)

    豊田 啓孝, 菅 翔平, 五百旗頭 健吾, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 310 )   41 - 46   2013年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板上の差動線路の屈曲部をインダクタとキャパシタというリアクタンス素子からなるT型の構造で表現した後,これらが縦続接続されていることに注目し,モード等価回路として表現した.そして,屈曲部に含まれるモード変換励振源やその周囲に配置されたリアクタンス素子とモード変換量の関係を調べた.その結果,平衡度差だけでなくリアクタンス素子の大きさもモード変換量に影響を与えることが分かった.

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  • FPGAのオンボード電源電圧予測へのLECCSモデルの適用 (マイクロ波)

    清水 加奈, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 260 )   163 - 168   2013年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板に搭載されているFPGAのECCSモデルを同定し,IC/五SIの高周波電流に起因する電源電圧変動を予測した.まず,FPGAのECCSモデルと電源供給回路の線形等価回路をオンボード測定より同定した.同定したECCSモデルは,FPGAで発生する高周波電流を等価電流源で表現している.次に,ECCSモデルとPDNの等価回路とを組み合わせ,回路シミュレーションにより電源電圧変動を予測した.今回は,入カデータ1,000通りに対して電源電圧変動の予測が可能か確認を行った.その結果,シミュレーションと測定した電源電圧変動の相互相関は1,000通りの入力データ全てに対して0.8以上の高い値を示した.これより,ECCSモデルは電源電圧変動予測に適用可能であり,かつ入力データ依存も予測できる可能性を示した.

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  • BI-1-5 等価回路モデルを用いたボードレベルでのサイドチャネル攻撃シミュレーション(BI-1.安全・安心な情報通信会社を実現する電磁情報セキュリティ評価・対策技術,依頼シンポジウム,ソサエティ企画)

    五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2013 ( 1 )   "SS - 36"-"SS-37"   2013年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 電源供給回路に挿入するオンボードRLスナバの設計法 (環境電磁工学)

    山懸 亮介, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 122 )   39 - 43   2013年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ICの電源供給回路に寄生するインピーダンスの共振により,直流電源側に漏れ出す高周波電流や電源バウンスの発生原因となる入力インピーダンスが増加する.この問題の解決を目的として,デカップリングインダクタと並列に抵抗を挿入する共振抑制手法,RLスナバ回路を検討している.本報告では,ボード配線の寄生容量による共振に対するRLスナバの設計法を示した.まず,オンボード共振周波数における等価回路を簡略化することによって,回路の次数を3次から2次にし,デカップリングインダクタンスの範囲を限定した.次に,2次回路の臨界減衰条件より最適抵抗値を決定した.オンボード等価回路を2次の等価回路に簡略化する方法を述べた.最後に,決定したインダクタンスと抵抗値を電流伝達特性と入力インピーダンスの回路シミュレーションで評価し,等価回路を簡略化するために与えた条件が妥当かどうか検証した.その結果,与えた条件により簡略化前と同等な電流低減およびPI向上を維持できることを示した.また,実用的には条件をさらに緩和できることを確認した.

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  • オープンスタブと磁性膜から構成される損失を有する共振器型フィルタを用いた平行平板共振抑制 (環境電磁工学)

    豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 近藤 幸一, 吉田 栄吉

    電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 ( 25 )   25 - 30   2013年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電子機器の多層プリント回路基板における平行平板構造の電源/グラウンド層において生じる平行平板共振は,種々の問題を引き起こす.この共振抑制には,「特定の周波数で生じる各々の平行平板共振に限定して効果的に共振が抑制できること」,また,「わずかな損失を与え,不要電磁波のパワーを効率よく消費すること」の2点が重要である.これに基づき,今回,このコンセプトの実施例としてオープンスタブと磁性膜から構成される損失を有する共振器型フィルタを提案する.本稿ではまず,提案した共振器型フィルタのコンセプトを,特にインピーダンス特性の観点から説明する.次に,電磁界シミュレーションにより3つの事例を対象に本提案フィルタの共振抑制効果を評価し,上述の所望の特性を得たことを述べる.

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  • コモンモードおよびノーマルモードのアンテナモデルを用いた全EMI放射の定量予測 (環境電磁工学)

    渡辺 哲史, 若槻 友里, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   113 ( 2 )   7 - 12   2013年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    空間中に存在する2導体線路に流れる電流はノーマルモードとコモンモードの成分に分離できることが知られている。我々はこれまでにプリント基板上の配線において線路の平衡度に着目してノーマルモード電圧から変換されるコモンモード電流・コモンモード放射の予測を行うアンテナモデルを構築してきた。実際のプリント基板構造からの放射はノーマルモード及びコモンモードの電流によつて生じているため、ノーマルモードによる放射も加味して、全放射量の予測が可能であるか検討した。対象として、3種類の単純な基板構造に対して、ノーマルモードおよびコモンモードのアンテナモデルを構築し、数値解析によって求めた各モードの放射電界のベクトル和と元々の基板構造から生じる放射電界を比較し、これがほぼ一致することを確認した。

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  • ガードトレースへの周期構造導入によるコモンモード放射抑制と信号品質維持の両立 (環境電磁工学)

    寺井 優帆, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   113 ( 2 )   1 - 6   2013年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板の帰路面端に信号線が近づくことで生じるコモンモードの抑制手法として,ガードトレースは有効である.これまでの研究ではコモンモード放射の抑制にのみ着目していたが,ガードトレースが信号線に近づくことでクロストークが大きくなり信号品質の劣化を引き起こす.そこで,放射抑制効果を維持しつつ信号品質の劣化を抑えるため,本報告ではガードトレースへの周期構造導入を提案する.周期パターンを変化させた複数のテスト基板を作製し,透過特性とアイパターン,そして,コモンモード放射量を実測とシミュレーションにより評価した.その結果,周期構造導入により信号品質維持の効果が見られ,パターン周期を小さくすることで高周波まで効果の及ぶことを確認した.さらに,周期構造導入によるコモンモード放射抑制効果の低下の小さいことを確認した.

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  • 暗号ICで発生するサイドチャネル解析におけるノイズの等価電流源モデルに基づく一検討 : SASEBO-Gを用いた検討(PCB,情報セキュリティ,EMC,一般)

    五百旗頭 健吾, 天野 哲夫, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   113 ( 2 )   25 - 30   2013年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    暗号回路のサイドチャネル攻撃に対する安全性を評価する上で、サイドチャネル解析におけるノイズ成分の予測は重要な課題である。特に暗号IC内部で発生するノイズは、回路動作から推察すると暗号処理の進行に伴って変化する。そのため、測定によりノイズだけを同定するのは容易ではない。本報告では、筆者らが提案している暗号ICの等価電流源モデルに基づき、暗号IC内部で発生するノイズの変動を調査した。暗号回路への入力データ(平文)を一定とした時の電流源の標準偏差を計算し、その暗号処理中の変動を確認した。その結果、定性的な傾向として電流源振幅と標準偏差との間に正の相関があることを確認した。

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  • B-4-58 サイドチャネル攻撃予測のための暗号FPGAの等価電流源同定(B-4.環境電磁工学)

    五百旗頭 健吾, 岡本 薫, 天野 哲夫, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2013 ( 1 )   403 - 403   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-4-36 線路の平衡度および電圧反射係数とモード変換の関係の一考察(B-4.環境電磁工学)

    延永 達哉, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2013 ( 1 )   381 - 381   2013年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • Optimization of Resistances in RL Snubbers for Power Distribution Network of Integrated Circuits

    Ryosuke Yamagata, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    Proceedings of 2013 International Symposium on Electromagnetic Theory (EMTS 2013)   226 - 229   2013年

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  • Equivalent circuit modeling of cryptographic integrated circuit for information security design

    Kengo Iokibe, Tetsuo Amano, Kaoru Okamoto, Yoshitaka Toyota

    IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility   55 ( 3 )   581 - 588   2013年

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    記述言語:英語  

    In this study, equivalent circuit modeling was examined to develop a method to evaluate cryptographic systems before fabrication. An equivalent circuit model of a cryptographic FPGA in which an advanced encryption standard (AES) algorithm had been implemented was determined from experimental measurements under the initial configuration of a power distribution network (PDN) of the FPGA. The model was implemented into a commercial analog circuit simulator, and power traces due to the simultaneous switching noise current were estimated under three different PDN configurations in which a decoupling circuit was inserted into the PDN as an on-board countermeasure. Estimated power traces were analyzed statistically by the correlation power analysis method to obtain correlation values, a major security index of AES. Variation of the correlation values with changes in decoupling configuration agreed with the corresponding experimental results. This means that the security of cryptographic devices against side-channel attacks can be evaluated by using the equivalent circuit model before fabrication. © 1964-2012 IEEE.

    DOI: 10.1109/TEMC.2013.2250505

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  • Evaluation of Pigtail Termination of STP cable Using Modal Equivalent Circuit of Four-conductor Transmission Systems

    Tatsuya Nobunaga, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Liuji R. Koga, Tetsushi Watanabe

    PROCEEDINGS OF 2013 URSI INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC THEORY (EMTS)   222 - 225   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    For investigating mode conversion in four-conductor transmission systems we have developed a modal-equivalent-circuit expressed by an imbalance factor of transmission line, a current division factor, in the same way as we developed the one in three-conductor transmission systems. The modal equivalent circuit consists of three modal equivalent circuits of normal mode, primary-common mode, and secondary-common mode. In this paper, the influence of mode conversion by the pigtail termination of a shielded-twisted-pair (STP) cable was analyzed using the modal equivalent circuit and mixed-mode S parameters with respect to normal mode and primary- common mode. As a result, it was found that mode conversion depends on the imbalance factor and that the modal equivalent circuit helps to explain mode conversion that occurs in terminating STP cables with pigtail.

    Web of Science

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  • RF Noise Suppression by Lossy Filters in Power Distribution Network

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe

    Proceedings of IEEE CPMT Symposium Japan (ICSJ 2013)   2013年

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  • Effect of EBG structure and ferrite film on power/ground layers for performance maintenance and noise suppression in wireless communication

    Kenta Ishimura, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida

    EDAPS 2013 - 2013 IEEE Electrical Design of Advanced Packaging Systems Symposium   217 - 220   2013年

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    記述言語:英語  

    Noise suppression and power integrity are two requirements for power/ground layers of printed circuit boards. To accomplish the requirements, we proposed the application of electromagnetic bandgap (EBG) structure and ferrite film to power/ground layers. To evaluate the proposed EBG structure, we have so far measured the electric characteristics of both driving-point impedance and transmission coefficient. Although these evaluation indices are helpful, the evaluation using an actual device is also indispensable. In this paper, we evaluated the suppression of noise propagation through power bus by the proposed EBG structure in wireless communication module. The proposed structure provided sufficient result of the effective maintenance of communication quality by suppressing the propagation of electromagnetic noise. © 2013 IEEE.

    DOI: 10.1109/EDAPS.2013.6724428

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  • Improvement of Linear Equivalent Circuit Model to Identify Simultaneous Switching Noise Current in Cryptographic Integrated Circuits

    Kengo Iokibe, Tetsuo Amano, Kaoru Okamoto, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    2013 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)   834 - 839   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The authors previously proposed a method based on a linear equivalent circuit model to predict vulnerability of cryptographic devices before fabrication. The method was verified to demonstrate the correlation power analysis attack, a major side-channel attack method, to a cryptographic device with outstanding accuracy. However, no obvious correlation was seen between the equivalent current source modeling the generation of the simultaneous switching noise (SSN) current in the circuit model and the encryption operation used in the previous study. Therefore, in this study, we improved the topology of the linear equivalent circuit model matched with the physical construction of the power distribution network (PDN) and re-identified the equivalent current source. By comparing the improved current source with the encryption operation, obvious correlations between them were found with respect to the period of the round operation and the dependency of the SSN current on the Hamming distance between successive intermediates. The improved equivalent current source was applied on a Field-Programmable Gate Array (FPGA) in which an Advance Encryption Standard (AES) circuit was implemented to simulate power traces that were confirmed to coincide with measured ones. Correlation between the simulated power traces and the power model was investigated using a set of 1000 plaintexts. As a result, the correlation coefficients agreed well with those for measured power traces. Improving the equivalent circuit model topology, thus, helped to identify the SSN current generated in the FPGA during the AES operation.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2013.6670526

    Web of Science

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  • Suppression of Power-bus Resonance by Lossy Resonator Filter Consisting of Open Stub and Magnetic Thin Film

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida, NEC TOKIN Corporatio

    Proceedings of 2013 International Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC Europe 2013)   943 - 948   2013年

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  • Electromagnetic Simulation of Printed Circuit Board Adjacent to Conductor Using Equivalent Model Focusing on Common-mode

    Yuli Wakaduki, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Tetsushi Watanabe, strial Technology Center of Okayama Pre

    Proceedings of 13th International Symposium on Electronics Packaging (ICEP2013)   707 - 712   2013年

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  • モード等価回路を用いた非一様媒質中伝搬の回路シミュレーションとその適用範囲

    瀬島孝太, 豊田啓孝, 五百旗頭健吾, 古賀隆治, 渡辺哲史, 岡山県工技セン

    電子情報通信学会論文誌B   J96-B ( 4 )   389 - 397   2013年

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  • Improvement of Linear Equivalent Circuit Model to Identify Simultaneous Switching Noise Current in Cryptographic Integrated Circuits

    Kengo Iokibe, Tetsuo Amano, Kaoru Okamoto, Yoshitaka Toyota, Tetsushi Watanabe

    2013 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC)   834 - 839   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The authors previously proposed a method based on a linear equivalent circuit model to predict vulnerability of cryptographic devices before fabrication. The method was verified to demonstrate the correlation power analysis attack, a major side-channel attack method, to a cryptographic device with outstanding accuracy. However, no obvious correlation was seen between the equivalent current source modeling the generation of the simultaneous switching noise (SSN) current in the circuit model and the encryption operation used in the previous study. Therefore, in this study, we improved the topology of the linear equivalent circuit model matched with the physical construction of the power distribution network (PDN) and re-identified the equivalent current source. By comparing the improved current source with the encryption operation, obvious correlations between them were found with respect to the period of the round operation and the dependency of the SSN current on the Hamming distance between successive intermediates. The improved equivalent current source was applied on a Field-Programmable Gate Array (FPGA) in which an Advance Encryption Standard (AES) circuit was implemented to simulate power traces that were confirmed to coincide with measured ones. Correlation between the simulated power traces and the power model was investigated using a set of 1000 plaintexts. As a result, the correlation coefficients agreed well with those for measured power traces. Improving the equivalent circuit model topology, thus, helped to identify the SSN current generated in the FPGA during the AES operation.

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  • 新・回路レベルのEMC設計1 伝送系、システム系、CADから見た回路レベルEMC設計

    浅井秀樹, 豊田啓孝, 佐々木伸一, 住永伸

    電磁環境工学情報EMC   26 ( 4 )   120 - 128   2013年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:科学技術出版  

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  • Mode Conversion Caused by Discontinuity in Transmission Line From Viewpoint of Imbalance Factor and Modal Characteristic Impedance

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Liuji R. Koga

    2013 IEEE ELECTRICAL DESIGN OF ADVANCED PACKAGING AND SYSTEMS SYMPOSIUM (EDAPS)   52 - 55   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    For treating mode conversion caused by discontinuity in multi-conductor transmission line with circuit analysis, we have proposed a modal equivalent-circuit model with mode-conversion sources. The approach takes an advantage in less calculation sources and countermeasure consideration compared with full-wave simulation. A mode-decomposition technique was applied with an imbalance factor, that is, the current division factor in our study, of the transmission line. In the modal circuit analysis we proposed, mode conversion is expressed by the controlled sources of which magnitude is proportional to the difference between the current division factors of the adjacent transmission lines. In this paper, we focused on the modal transfer power and derived the mathematical expressions of the mode conversion using the modal characteristic impedance as well as the current division factor. For validating the derived equations, in addition, the comparison with full-wave simulation was carried out and a good agreement was confirmed.

    DOI: 10.1109/EDAPS.2013.6724455

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  • Estimation of Data-Dependent Power Voltage Variations of FPGA by Equivalent Circuit Modeling from On-Board Measurements

    Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota

    2013 9TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY OF INTEGRATED CIRCUITS (EMC COMPO 2013)   175 - 179   2013年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    An equivalent circuit model was evaluated in simulating data-dependent power voltage variations of a field-programmable gate array (FPGA). The equivalent circuit model was Linear Equivalent Circuit and Current Source (LECCS) model representing dynamic switching current inside the FPGA with an equivalent current source. The current source was supposed to depend on input data for the FPGA on which a cryptographic circuit was implemented. Model identification was based on the procedure of LECCS model identification from on-board measurements and the current source was identified for all values of input data used in this work. The identified current source was investigated in accordance with the operation process of the cryptographic circuit and found an excellent correlation to the operation process. The identified LECCS model was combined with an equivalent circuit of the power distribution network for the FPGA core circuit to simulate power voltage variations for the 1,000 input texts. The simulated variation waveforms were compared to the corresponding measured ones to evaluate the LECCS model. Results indicated that the simulated and measured power variations matched excellently for all input data with high cross-correlation coefficients from 0.7 to 0.9. LECCS model is, therefore, able to predict the data-dependent power voltage variation by combining a PDN equivalent circuit.

    DOI: 10.1109/EMCCompo.2013.6735196

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  • EMCマクロモデルを用いた暗号機器へのサイドチャネル攻撃に対する安全性の予測 (環境電磁工学)

    五百旗頭 健吾, 天野 哲夫, 岡本 薫, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   112 ( 361 )   87 - 94   2012年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IC/LSIの同時スイッチングノイズに起因するEMI予測を目的として開発されたEMCマクロモデルを使用し、暗号モジュールのサイドチャネル攻撃に対する安全性を予測した。暗号モジュールとして市販のサイドチャネル攻撃標準評価プリント基板SASEBO-Gを使用し、AES暗号に対して相関電力解析によるサイドチャネル攻撃を仕掛けた時の安全性を、EMCマクロモデルと電源供給回路の線形等価回路を用いた回路シミュレーションによって予測した。EMCマクロモデルのインピーダンスおよび等価電流源はLECSSモデルの同定法を参考に実測により同定した。同定したEMCマクロモデルとPDNの線形等価回路を使い、ボード上の電源供給回路にローパスフィルタを挿入した場合について、相関電力解析で得られる相関係数を予測した。予測された相関係数は、同じフィルタ条件において実測したサイドチャネル信号を相関電力解析した時の相関係数とよく一致した。この結果は、暗号モジュールのサイドチャネル攻撃に対する安全性予測において、EMCマクロモデルを用いた等価回路解析が有効であることを示している。

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  • 線路間の平衡度不整合に起因するモード変換の回路表現に対する電磁界シミュレーションを用いた初期検討

    豊田 啓孝, 若槻 友里, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   112 ( 256 )   43 - 48   2012年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    これまでに提案している平衡度の不整合に起因して生じるモード変換を考慮した等価モデルについて,統一したモデルとして取り扱えるようにするための初期検討を行った.今回は,試験基板とシステムグラウンドの距離を変え,等価モデルの結果と実構造モデルの3次元電磁界シミュレーションの結果と比較し,両者の結果が異なる場合について評価した.その結果,モデルの前提条件を満足しない条件下ではモデルの計算精度が低下することを確認した.コモンモードアンテナモデルではシステムグラウンドに近づけすぎると放射量を過大に算出した.これはコモンモードからノーマルモードへのモード変換を考慮できないためである.一方,モード変換励振源を有するモード等価回路では,放射による損失が考慮できないため,この影響が大きい場合に精度が悪くなった.

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  • B-4-50 損失をもつ1/4波長共振器を用いた平行平板共振抑制(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    マハムド ファーハンザヒド, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2012 ( 1 )   346 - 346   2012年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 電力変換回路の伝導妨害波予測を目的とした線形等価回路モデルの検討 : デュアルポートLISNを用いたモデル構築

    井上 修平, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   112 ( 100 )   17 - 22   2012年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電子機器の省エネ化か進むなかで電力変換回路から発生する伝導妨害波の低減設計が重要となっている。伝導妨害波は規制値内に収めらければならない。本報告では、IC/LSIのEMCマクロモデルであるLECCSモデルをベースに構築した伝導妨害波を予測するための線形等価回路モデルについて述べる。またモデル構築のために作製したDual Port LISN(DP-LISN)についても報告する。今回はEUTに卓上IHを使用した。線形等価回路モデルの定数はDP-LISNの負荷抵抗を切り替えることで10組の負荷条件で伝導妨害波電圧を測定し、それらの最小二乗近似により決定した。構築した線形等価回路モデルを用いて伝導妨害波電圧シミュレーションを行い、その結果、シミュレーションによる伝導妨害波強度の周波数変化は実測結果と一致した。

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  • ICのEMCおよびPI向上を目的としたRLダンパ回路の提案

    山縣 亮介, 矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   112 ( 12 )   43 - 48   2012年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    PDNの寄生インピーダンスの共振により,直流電源側に漏れ出す高周波電流が増加する.本報告では,この問題の解決を目的として,デカップリングインダクタと並列に抵抗を挿入する共振抑制手法(RLダンパ回路)オン・ボード共振とチップ・パッケージ・ボード共振に適用した.二つの共振について,回路シミュレーションと実測を行い,RLダンパ回路を評価した.その結果,二つの共振を抑制でき,EMI低減とPI性能向上効果が確認された.また,無線通信モジュールの電源にノイズを注入したときの通信成功率の変化を計測し,イミュニティ改善効果についても検証した.その結果,注入されるノイズ周波数が共振周波数と一致する場合を除き,イミュニティ改善効果を確認した.

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  • B-4-29 LECCSモデルを用いた暗号処理回路の等価電流源同定(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    岡本 薫, 天野 哲夫, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 1 )   359 - 359   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-4-9 電力変換回路の線形等価回路モデル構築を目的とした2ポートLISNの作製(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    井上 修平, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 1 )   339 - 339   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • B-4-10 電力変換回路の伝導妨害波電圧低減設計を目的とした線形等価回路モデル構築(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    石山 尚敬, 井上 修平, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 1 )   340 - 340   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • CS-6-6 ノイズ対策のためのモード等価回路を用いた回路シミュレーション(CS-6.エレクトロニクスシミュレーション技術に関する最新動向,シンポジウムセッション)

    豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2012 ( 1 )   "S - 25"-"S-26"   2012年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 伝送線路の埋込みによるICパッケージのインダクタンス測定 (フォトニックネットワーク)

    五百旗頭 健吾, 谷道 あゆみ, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   111 ( 412 )   11 - 16   2012年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IC/LSIの電源品質(PI)および電磁環境適合(EMC)設計においてパッケージ部のインダクタンスを把握しておくことは重要である。本稿では、既に提案したボード実装状態におけるパッケージインダクタンス測定法について、測定精度を3次元電磁界シミュレーションに基づき検証した。提案法では半導体チップの代わりに伝送線路(LINE)をパッケージ内に埋め込み、測定したいパッケージ構造をLINEの両側に縦続接続した特性を2ポートSパラメータ測定する。取得したSパラメータと先に測定しておいたLINEの特性よりパッケージ部のインダクタンスを算出する。市販の電磁界シミュレータHFSSにおいて提案法を4種類の評価パッケージに適用し、パッケージインダクタンスを測定した。またパッケージ部のみを電磁界解析し別途パッケージインダクタンスを求め、提案法による結果と比較した。その結果、最大0.9nHの誤差で一致した。さらに誤差の原因として電磁界解析用のポートを設置する時に使用するダミーオブジェクトの影響を評価した。その結果、ダミーオブジェクトの使用に起因する誤差は最大0.06nHと十分小さいことを確認した。

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  • ケーブル接続された送受信機器のコモンモードモデルと同定(その3) (環境電磁工学)

    豊田 啓孝, 瀬島 孝太, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告 : 信学技報   111 ( 319 )   19 - 24   2011年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々は,モード等価回路による表現に着目し,モード変換に伴い生じる問題の発生メカニズムを明確にし,さらに,効果的な対策を施しやすくすることを目標として検討を行っている.提案法では,別々に構築したノーマルモード,コモンモード等価回路を,モード変換励振源により結び付けることで回路シミュレータにより解くことができる.本稿では,モード等価回路を用いた解析の有効性を調べるため,送受信器間に中継器が存在する場合と電流プローブによりコモンモード励振を行う場合を対象として検討した.ノーマルモード電圧スペクトル,コモンモード電流スペクトルを用いて評価したところ,モード等価回路による解析結果は現象を精度よく再現できることが分かった.

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  • フェライトめっき膜を内蔵するEBG構造の帯域阻止特性

    近藤 幸一, 吉田 栄吉, 豊田 啓孝

    電気学会研究会資料. MAG, マグネティックス研究会   2011 ( 91 )   59 - 62   2011年11月

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  • 寄生インピーダンスの共振に起因するIC電源系高周波電流ピークのダンピング抵抗挿入による低減

    矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電気学会研究会資料. EMC, 電磁環境研究会   2011 ( 19 )   29 - 34   2011年10月

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  • 差動伝送線路を対象とした平衡度不整合モデルによるコモンモード電流予測法の検証

    松嶋徹, 渡辺哲史, 豊田啓孝, 古賀隆治, 和田修己

    マイクロエレクトロニクスシンポジウム論文集   21st   217 - 220   2011年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:エレクトロニクス実装学会  

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  • チップ部へのTHRUパターンの埋め込みによるICパッケージの自己インダクタンスの測定

    谷道 あゆみ, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   111 ( 131 )   31 - 36   2011年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ICパッケージ電気特性のモデリングにおいて,電磁界シミュレーションに基づき構築したモデルを実測結果と比較することは,一つの重要なモデル精度検証方法である.しかし,過去の報告では,パッケージを開封した状態での測定例が報告されているのみであり,パッケージを封止した状態での測定例は見られない.筆者らは,封止かつボード実装された状態におけるパッケージ特性の測定法を検討しており,本報告では、自己インダクタンスの測定法を検討した.提案法では,特性が既知のTHRUラインを用いて,そのTHRUラインをチップ部にマウントしたパッケージをPCB上に実装し,PCB上の測定結果からパッケージ部の自己インダクタンスを抽出する.そして,実測および3次元電磁界解析により抽出精度を検証した.その結果,500 MHz以下で実測では-0.8〜-0.2 nH,電磁界解析では-0.9〜-0.6nHの絶対誤差で自己インダクタンスを測定できた.

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  • 2本のスタブを用いたオープンスタブ型EBG構造による阻止域の制御と設計

    長尾 篤, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   111 ( 131 )   91 - 96   2011年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板の電源/グラウンド層間における高周波ノイズ伝搬阻止のため,電磁的バンドギャップ(Electromagnetic Bandgap : EBG)構造の層間への適用が検討されている.2本のスタブを用いたオープンスタブ型EBG構造では,セルサイズの小型化,阻止域の拡大およびマルチバンド化が期待できる.本稿では,等価回路モデルを用いたマッシュルーム型EBG構造やスタブ1本のオープンスタブ型EBG構造との比較を行い,その特性を明らかにする.さらに,オープンスタブ型EBG構造において,無線LAN使用周波数である2.4GHz, 5.2GHzの周波数帯域に阻止域を得るための設計手法を検討した.最終的に,2本の異なる長さのスタブをもつオープンスタブ型EBG構造により,2.4GHz, 5.2GHz帯のそれぞれに2つの阻止域が形成できることを確認した.最後に,特性量を利用した等価回路解析と物理的なサイズまでを考慮した電磁界シミュレータによる解析を比較し,等価回路モデルにおけるスパイラル状スタブの等価長について考察を行った.

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  • EBG構造とフェライト膜を用いた電源層の不要電磁波伝搬抑制と電源品質の評価

    マハムド ファーハン ザヒド, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 近藤 幸一, 吉田 栄吉

    電子情報通信学会技術研究報告. EST, エレクトロニクスシミュレーション = IEICE technical report. EST, Electronic simulation technology   111 ( 66 )   75 - 80   2011年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板(Printed Circuit Board : PCB)の電源層が具備すべき条件は,高周波ノイズの伝搬阻止と電源バウンスの生じない電源供給である.我々は,PCBの電源-グラウンド層に対して,電磁バンドギャップ(Electromagnetic Bandgap : EBG)構造の導入に加え,磁気損失効果のあるフェライト膜を電源-グラウンド層間へ挿入した電源層が有効であると考えている.本論文では,この提案構造のテスト基板と,これと比較するための3種類のテスト基板を作製し,ネットワークアナライザを用いたSパラメータの2ポート測定により,不要電磁波(Electromagnetic Interference : EMI)抑制と電源品質(Power Integrity : PI)の両特性を評価した.さらに,PI特性については実際の回路への導入を想定し,模擬電源回路と組み合わせた場合の評価を回路シミュレータを用いて検討した.提案構造はEMI抑制,PI特性とも良好な結果を得た.同様にEBG構造ではないベタ層とフェライト膜を組み合わせたテスト基板も提案構造と同等の結果が得られることが分かった.

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  • ケーブル接続された送受信機器のモード等価回路と同定(その2)

    瀬島 孝太, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 渡辺 哲史

    電子情報通信学会技術研究報告. EST, エレクトロニクスシミュレーション = IEICE technical report. EST, Electronic simulation technology   111 ( 66 )   93 - 98   2011年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電流配分率の異なる線路が接続された3導体で構成される伝送系では,線路の接続点においてモード変換が生じる.モード変換を回路上で表現するモ-ド変換励振源を用いて,送受信機器が平行2本線路で接続された系を対象としてモード等価回路を構築した.このモード等価回路の実測における有効性を,コモンモード電流とノーマルモード電圧を用いて評価した.実測と回路シミュレーションのスペクトルは概ね良く一致し,モード変換の影響によって,コモンモードの共振時にコモンモードからノーマルモードヘの変換によりノーマルモード電圧が影響を受けることを確認した.そこでモード変換励振源のパラメータである2つの線路の電流配分率の差とコモンモード電流に着目して,モード変換の抑制を試みた.対策を行ったその結果,回路シミュレーションで予測されたように,モード変換の影響を低減することを確認した.

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  • 電源系デカップリングによる暗号用FPGAのサイドチャネル攻撃耐性向上

    天野 哲夫, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   111 ( 18 )   19 - 24   2011年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    暗号ICから漏れ出す高周波電源電流などの副次的な情報から暗号を解読するサイドチャネル攻撃が問題になっている.本報告では,この問題のハードウェア的な対策技術として電源系デカップリングの有効性を実験により確認した.デカップリング回路はキャパシタとインダクタで構成し,デカップリングしない場合も含め3つの条件を試行した.実験にはサイドチャネル標準評価基板SASEBO-Gを用い,AES (Advanced Encryption Standard)暗号処理中に電源線を流れる高周波電源電流をカレントプローブで観測した.取得した30,000波形に対し相関電力解析(Correlation Power Analysis: CPA)を行った.その結果,2つのデカップリング条件のうち1つでサイドチャネル攻撃耐性が向上した.もうひとつの条件では変化がなかった.取得波形のスペクトルを調査した結果,耐性が向上した条件ではFPGA (Field-Programmable Gate Array)のクロック周波数より低周波の全域で高周波電源電流が低減されていた.また,この電源電流低減がデカップリングの結果であることを回路シミュレーションにより確認した。

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  • B-4-39 電源系配線のオンボードデカップリングによる暗号処理基板のサイドチャンネル攻撃耐性向上(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2011 ( 1 )   352 - 352   2011年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • オープンスタブ型EBG構造における2本のスタブを用いた阻止域の制御

    長尾篤, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    2011年電子情報通信学会総合大会   353 - 353   2011年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • ケーブル接続された送受信機器のモード等価回路と同定

    豊田 啓孝, 渡辺 哲史, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   110 ( 300 )   33 - 38   2010年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    送受信器が平行ケーブルで接続された3導体系の伝送線路が,システムグラウンドからある一定の距離を隔てて設置されている場合を対象として,モード等価回路を構築した.実電圧・電流の直交モード分解に基づき導出された直交モードの変換行列は,モード電圧間,モード電流間のみのモード変換を表現する.電流配分率の異なる線路を接続した場合では,線路の接続位置にモード変換電圧源やモード変換電流源を挿入することに相当する.モデル評価では,誘電体を含まない導体のみからなる簡単な系を対象とした.提案法では,ノーマルモード等価回路,コモンモード等価回路を別々に構築し,モード変換電圧源やモード変換電流源に両者を結び付けることで回路シミュレータを用いて解くことができる.解析対象を結合伝送線路と考えて回路シミュレーションで解いた場合とは非常によく一致した.さらに,フルウェーブ計算で得られたモード電流のスペクトルとも概ねよく一致した.フルウェーブ計算ではTEMモードが前提ではないため,TEMモードからのずれが計算結果に影響することを確認した.

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  • EMC設計のための高速電磁界シミュレータの開発

    豊田 啓孝

    山陽放送学術文化財団リポ-ト   ( 54 )   22 - 26   2010年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:山陽放送学術文化財団  

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  • BI-2-3 LECCSモデルにおける寄生結合の評価とIBISモデルとの組み合わせによるPI/SI解析(BI-2.EMC設計のためのLSIマクロモデリング,依頼シンポジウム,ソサイエティ企画)

    五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 岡 典正

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2010 ( 1 )   "SS - 81"-"SS-82"   2010年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 電源系パターンの寄生容量を考慮したデカップリングインダクタの配置

    矢野 佑典, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   110 ( 125 )   39 - 44   2010年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    デカップリングキャパシタを実装することで,デカップリングキャパシタが持つESLと電源系パターンの寄生容量が共振を起こし,IC/LSIのスイッチングに起因する高周波電流が増加する場合がある.本報告では,この問題について述べ,対策法としてデカップリングインダクタの配置について検討し,電源端子電流の低減効果をシミュレーションにより確認した.DUTとして,汎用ロジックICを実装した25mm角のプリント基板を用い,シミュレーションにはLECCSモデルを使用した.その結果,寄生のキャパシタよりIC側にデカップリングインダクタを挿入した場合には,低周波において鋭いピークがみられるものの,高周波電流を大きく低減できることを示した.さらに,寄生のキャパシタより外部にデカップリングインダクタを挿入した場合には,電源端子電流を全周波数において低減できることを示した.また,チップ部の電源端子間の電位差をシミュレーションし,PIへの影響は十分小さいことを確認した.

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  • Suppression of Guard-Trace Resonance by Matched Termination for Reducing Common-Mode Radiation

    Tetsushi Watanabe, Tohlu Matsushima, Yoshitaka Toyota, Osami Wada, Ryuji Koga

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E93B ( 7 )   1746 - 1753   2010年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    We propose a novel technique of matching at both ends of the guard trace to suppress resonance. This approach is derived from the viewpoint that the guard trace acts as a transmission line. We examined that matched termination suppresses guard-trace resonance through simulating a circuit and measuring radiation. We found from these results that the proposed method enables guard-trace voltages to remain low and hence avoids increases in radiation. In addition, we demonstrated that "matched termination at the far end of the guard trace" could suppress guard-trace resonance sufficiently at all frequencies. We eventually found that at least two vias at both ends of the guard trace and only one matching resistor at the far end could suppress guard-trace resonance. With respect to fewer vias, the method we propose has the advantage of reducing restrictions in the printed circuit board layout at the design stage.

    DOI: 10.1587/transcom.E93.B.1746

    Web of Science

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  • Calculation of Common-Mode Radiation from Single-Channel Differential Signaling System Using Imbalance Difference Model

    Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Osami Wada

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E93B ( 7 )   1739 - 1745   2010年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    In a differential transmission line, a large common-mode radiation is excited due to its asymmetry. In this paper, the imbalance difference model, which was proposed by the authors for estimation of common-mode radiation, is extended to apply to the differential signaling systems. The authors focus on a differential transmission line with asymmetric property, which consists of an adjacent return plane and two signal lines which are placed close to an edge of the return plane. Three orthogonal transmission modes, a normal mode, a primary common mode and a secondary common mode, are defined. Among these transmission modes, the secondary common mode is dominant in radiation, and a mechanism of the secondary common-mode generation is explained. The radiated emission which was calculated using the imbalance difference model was in good agreement with that obtained by full wave calculation.

    DOI: 10.1587/transcom.E93.B.1739

    Web of Science

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  • Suppression of Guard-Trace Resonance by Matched Termination for Reducing Common-Mode Radiation

    Tetsushi Watanabe, Tohlu Matsushima, Yoshitaka Toyota, Osami Wada, Ryuji Koga

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E93B ( 7 )   1746 - 1753   2010年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    We propose a novel technique of matching at both ends of the guard trace to suppress resonance. This approach is derived from the viewpoint that the guard trace acts as a transmission line. We examined that matched termination suppresses guard-trace resonance through simulating a circuit and measuring radiation. We found from these results that the proposed method enables guard-trace voltages to remain low and hence avoids increases in radiation. In addition, we demonstrated that "matched termination at the far end of the guard trace" could suppress guard-trace resonance sufficiently at all frequencies. We eventually found that at least two vias at both ends of the guard trace and only one matching resistor at the far end could suppress guard-trace resonance. With respect to fewer vias, the method we propose has the advantage of reducing restrictions in the printed circuit board layout at the design stage.

    DOI: 10.1587/transcom.E93.B.1746

    Web of Science

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  • Calculation of Common-Mode Radiation from Single-Channel Differential Signaling System Using Imbalance Difference Model

    Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Osami Wada

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E93B ( 7 )   1739 - 1745   2010年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    In a differential transmission line, a large common-mode radiation is excited due to its asymmetry. In this paper, the imbalance difference model, which was proposed by the authors for estimation of common-mode radiation, is extended to apply to the differential signaling systems. The authors focus on a differential transmission line with asymmetric property, which consists of an adjacent return plane and two signal lines which are placed close to an edge of the return plane. Three orthogonal transmission modes, a normal mode, a primary common mode and a secondary common mode, are defined. Among these transmission modes, the secondary common mode is dominant in radiation, and a mechanism of the secondary common-mode generation is explained. The radiated emission which was calculated using the imbalance difference model was in good agreement with that obtained by full wave calculation.

    DOI: 10.1587/transcom.E93.B.1739

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  • EMIフィルタ設計への適用を目的とした電子レンジ内蔵インバータの線形等価回路モデル構築

    五百旗頭 健吾, 渡辺 哲史, 崎山 一幸, 齊藤 義行, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   110 ( 84 )   25 - 30   2010年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    インバータやコンバータのようにスイッチング電源を内蔵した家電製品の電源ポート伝導妨害波を低減する電源フィルタ設計への適用を目的として、インバータの線形等価回路モデルを構築した。まず、市販電子レンジを被試験体として疑似電源回路網(LISN)を用いて伝導妨害波電圧を測定した。その結果にディファレンシャルモードおよびコモンモードどちらのノイズも確認されたため、両モードを表現する等価回路構造を決定し、モデル定数を決定する手法を述べた。さらに実際に伝導妨害波電流測定よりモデル定数を決定した。最後に構築したモデルを使い回路シミュレーションにより電磁妨害波電圧を予測し測定結果と比較した。その結果、決定したモデル定数が有意であった周波数においてはEMIフィルタによるノイズ低減効果を実用的な精度で予測した。これにより測定による構築可能なマクロモデルのEMIフィルタ設計への適用可能性を示した。

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  • 平衡度不整合によるコモンモードの発生とその低減法

    渡辺哲史, 松永茂樹, 松嶋徹, 和田修己, 豊田啓孝, 古賀隆治

    電子情報通信学会大会講演論文集   2010 ( 1 )   SS.110-SS.111 - SS-111   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本文データは学協会の許諾に基づきCiNiiから複製したものである

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  • B-4-5 IBIS及びLECCSの組み合わせマクロモデルにおけるSPICEシミュレーションによるPI/SI解析精度の検証(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    岡 典正, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2010 ( 1 )   355 - 355   2010年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 平衡度不整合理論に基づく多チャンネル差動伝送線路のコモンモード放射予測

    松嶋 徹, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    エレクトロニクス実装学会講演大会, 10B-06,, pp. 28-29   2010年3月

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    記述言語:日本語  

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  • プリント回路基板上に構成するフィルタ設計を目的とした伝送線路モデルを用いた等価回路モデルの構築

    松元 計典, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   109 ( 370 )   81 - 86   2010年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板上の伝送系の帰路面にスリットパターンを導入することにより,それ自体が何らかの受動素子のような振る舞いをする.DGS(Defected Ground Structure)もその1つである.DGSは,導入するスリットパターンによりその伝搬特性が大きく変化するため,フィルタなど様々な用途への応用が期待される.しかし,導入するスリットパターンの設計手法が確立されていないため,明確な設計手法モデルが必要である.3次元電磁界シミュレータによる解析ではコストが大きいうえ,最終的な特性と構造の相関関係が不明確である.これまでにいくつかの等価回路モデルが利用されているが,それらは集中定数モデルで,さらに3次元解析を必要とする.また,集中定数素子の値は物理構造とは対応しておらず設計に用いるのは困難である.本報告では,フィルタとして機能するDGSに着目し,伝送線路モデルを用いた等価回路モデルの構築を行った.3次元解析の結果と等価回路モデルを回路解析した結果の透過特性を比較すると,フィルタとして一般的に利用される第一伝搬阻止域は概ね一致した.

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  • Prediction of EMI from two-channel differential signaling system based on imbalance difference model 査読

    T. Matsushima, T. Watanabe, Y. Toyota, R. Koga, O. Wada

    IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility   413 - 418   2010年

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1109/ISEMC.2010.5711310

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  • Development of Equivalent Circuit Model with Transmission Line Model for Designing Filters Formed on Printed Circuit Boards

    Keisuke Matsumoto, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga

    2010 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC 2010)   289 - 294   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The slit pattern formed on the return plane of printed circuit boards (PCBs) acts like a passive element and a defected ground structure (DGS) is one of them. In this paper, we propose an equivalent circuit model with a transmission line model for use in DGS with a filter characteristics. The characteristics of DGS are easily varied with the slit pattern. Thus, DGS is expected to be used for various applications such as a common-mode filter in differential signaling systems. Since a design method has yet to be developed, however, we need to establish a design method for the slit pattern. Some equivalent circuit models have been used, but the models that consist of lumped elements require a full-wave simulation. In addition, the values of the lumped elements do not relate to the physical parameters. Therefore it is not useful for designing filters. In contrast, the equivalent circuit model we propose in this paper will have a great contribution to designing filters with optimum performances and fit for size reduction on PCBs because the transmission line model relates to the physical parameters. As a result, by comparing the transmission characteristics calculated with both a full-wave simulator and a circuit simulator with the proposed equivalent circuit model, the first stop-band width calculated by using the circuit simulator was in agreement with the full-wave simulator.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2010.5711287

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  • PI/SI解析精度向上を目的としたIBIS及びLECCS-core組合せICマクロモデル

    岡典正, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝, 古賀隆治

    電子情報通信学会論文誌C   J93-C ( 11 )   433 - 444   2010年

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  • Development of Equivalent Circuit Model with Transmission Line Model for Designing Filters Formed on Printed Circuit Boards

    Keisuke Matsumoto, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga

    2010 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY (EMC 2010)   289 - 294   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The slit pattern formed on the return plane of printed circuit boards (PCBs) acts like a passive element and a defected ground structure (DGS) is one of them. In this paper, we propose an equivalent circuit model with a transmission line model for use in DGS with a filter characteristics. The characteristics of DGS are easily varied with the slit pattern. Thus, DGS is expected to be used for various applications such as a common-mode filter in differential signaling systems. Since a design method has yet to be developed, however, we need to establish a design method for the slit pattern. Some equivalent circuit models have been used, but the models that consist of lumped elements require a full-wave simulation. In addition, the values of the lumped elements do not relate to the physical parameters. Therefore it is not useful for designing filters. In contrast, the equivalent circuit model we propose in this paper will have a great contribution to designing filters with optimum performances and fit for size reduction on PCBs because the transmission line model relates to the physical parameters. As a result, by comparing the transmission characteristics calculated with both a full-wave simulator and a circuit simulator with the proposed equivalent circuit model, the first stop-band width calculated by using the circuit simulator was in agreement with the full-wave simulator.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2010.5711287

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  • 多電源ピンICのLECCS-coreモデルによる電源電流予測精度の検証

    五百旗頭健吾, 東亮太, 津田剛宏, 市川浩司, 中村克己, 豊田啓孝, 古賀隆治, デンソー

    電子情報通信学会論文誌C   J93-C ( 11 )   516 - 520   2010年

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  • Stopband Characteristics of Planar-type Electromagnetic Bandgap Structure with Ferrite Film

    Yoshitaka Toyota, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida, Kengo Iokibe, Ryuji Koga

    2010 ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY & TECHNICAL EXHIBITION ON EMC RF/MICROWAVE MEASUREMENTS & INSTRUMENTATION   664 - 667   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The noise suppression effect after interposing a ferrite film of several microns in thickness between the power and ground planes is discussed in this paper. In particular, we focused on the combination of a planar electromagnetic bandgap structure with a ferrite film deposited by using spin spray ferrite plating at a low temperature. In this paper, the stopband characteristics are discussed through the use of both simulation and measurement results. First, a full-wave electromagnetic simulation revealed that a test board with a dielectric as thin as a few hundreds of microns has the stopband characteristics of the frequency shift towards the lower frequencies (miniaturization effect) and stopband expansion with the removal of the passband, which was not observed in the case of a thick-dielectric test board. The simulation results also demonstrated that these improvements mainly resulted from the complex permeability of the ferrite film. Next, we found that the measurements are very similar to the simulation results.

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  • Stopband Characteristics of Planar-type Electromagnetic Bandgap Structure with Ferrite Film

    Yoshitaka Toyota, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida, Kengo Iokibe, Ryuji Koga

    2010 ASIA-PACIFIC INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY & TECHNICAL EXHIBITION ON EMC RF/MICROWAVE MEASUREMENTS & INSTRUMENTATION   664 - 667   2010年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The noise suppression effect after interposing a ferrite film of several microns in thickness between the power and ground planes is discussed in this paper. In particular, we focused on the combination of a planar electromagnetic bandgap structure with a ferrite film deposited by using spin spray ferrite plating at a low temperature. In this paper, the stopband characteristics are discussed through the use of both simulation and measurement results. First, a full-wave electromagnetic simulation revealed that a test board with a dielectric as thin as a few hundreds of microns has the stopband characteristics of the frequency shift towards the lower frequencies (miniaturization effect) and stopband expansion with the removal of the passband, which was not observed in the case of a thick-dielectric test board. The simulation results also demonstrated that these improvements mainly resulted from the complex permeability of the ferrite film. Next, we found that the measurements are very similar to the simulation results.

    DOI: 10.1109/APEMC.2010.5475608

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  • EMI/PI性能向上を目的としたICマクロモデルLECCSのバイパス回路設計への適用

    岡 典正, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   109 ( 241 )   141 - 146   2009年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電源系解析用ICマクロモデルLECCS(Linear Equivalent Circuit and Current Source)を,バイパス回路設計に適用する.EMI(Electromagnetic Interference:不要電磁輻射)低減とPI(Power Integrity:電源安定性)確保を設計要件とし,LECCSモデルを用いて各性能を向上するための方策について検討した.LECCSモデルは線形等価回路と等価内部電流源より構成されるが,EMI性能と線形等価回路,PI性能と等価内部電流源が密接に関連し,各方策が異なることを述べる.方策に基づいたバイパス回路の設計例を示し,SPICEモデルを用いてその効果を検証した結果,機能することを確認した.

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  • EMI/PI性能向上を目的としたICマクロモデルLECCSのバイパス回路設計への適用

    岡 典正, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. MW, マイクロ波   109 ( 242 )   141 - 146   2009年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    電源系解析用ICマクロモデルLECCS(Linear Equivalent Circuit and Current Source)を,バイパス回路設計に適用する.EMI(Electromagnetic Interference:不要電磁輻射)低減とPI(Power Integrity:電源安定性)確保を設計要件とし,LECCSモデルを用いて各性能を向上するための方策について検討した.LECCSモデルは線形等価回路と等価内部電流源より構成されるが,EMI性能と線形等価回路,PI性能と等価内部電流源が密接に関連し,各方策が異なることを述べる.方策に基づいたバイパス回路の設計例を示し,SPICEモデルを用いてその効果を検証した結果,機能することを確認した.

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  • B-4-56 プリント回路基板の帰路面パターンで構成する帯域遮断フィルタ設計のための等価回路モデルの提案(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    松元 計典, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2009 ( 1 )   339 - 339   2009年9月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 二つの電流源をもつEMCマクロモデルLECCS-I/OによるCMOSインバータICの電源および出力電流シミュレーション

    田坂 智也, 岡 典正, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   109 ( 185 )   1 - 6   2009年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板のEMC設計において,IC/LSIのEMCマクロモデルの優位性はますます高まっている.EMI放射は電源だけでなく出力系の高周波電流も原因となるため,出力端子電流モデル化も重要である.本報告では,従来電源系解析だけでなく出力系解析を考慮したLECCS-I/Oモデルを構築する.測定より二つ電流源をもつLECCS-I/Oモデル構築し,電源および出力端子電流のシミュレーション精度を検証した.また電流源が一つのLECCS-I/Oモデルとの比較も行った.その結果,電源電流シミュレーションでは,両モデルとも500MHz以下の周波数で精度よく一致していた.一方,出力電流シミュレーションでは,電流源が一つの場合に大きな誤差が生じているのに対して,電流源が二つの場合では500MHz以下の周波数で精度よく一致した.

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  • Evaluation of EMI Reduction Effect of Guard Traces Based on Imbalance Difference Model

    Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Osami Wada

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E92B ( 6 )   2193 - 2200   2009年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    Placing a guard trace next to a signal line is the conventional technique for reducing the common-mode radiation from a printed circuit board. In this paper, the suppression of common-mode radiation from printed circuit boards having guard traces is estimated and evaluated using the imbalance difference model, which was proposed by the authors. To reduce common-mode radiation further, a procedure for designing a transmission line with guard traces is proposed. Guard traces connected to a return plane through vias are placed near a signal line and they decrease a current division factor (CDF). The CDF represents the degree of imbalance of a transmission line, and a common-mode electromotive force depends on the CDF Thus, by calculating the CDF, we can estimate the reduction in common-mode radiation. It is reduced not only by placing guard traces, but also by narrowing the signal line to compensate for the variation in characteristic impedance due to the guard traces. Experimental results showed that the maximum reduction in common-mode radiation was about 14 dB achieved by placing guard traces on both sides of the signal line, and the calculated reduction agreed with the measured one within 1 dB. According to the CDF and characteristic impedance calculations, common-mode radiation can be reduced by about 25 dB while keeping the characteristic impedance constant by changing the gap between the signal line and the guard trace and by narrowing the width of the signal line.

    DOI: 10.1587/transcom.E92.B.2193

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  • Increase of Common-Mode Radiation due to Guard Trace Voltage and Determination of Effective Via-Location

    Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Osami Wada

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E92B ( 6 )   1929 - 1936   2009年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    A guard trace placed near a signal line reduces common-mode radiation front a printed circuit board. The reduction effect is evaluated by the imbalance difference model, which was proposed by the authors, when the guard trace has exactly the same potential as the return plane. However, depending on interval of ground connection of the guard trace, the radiation can increase when the guard trace resonates. In this paper, the authors show that the increase of radiation is caused by the common mode, and extend the imbalance difference model to explain a mechanism of increase of common-mode radiation. Additionally, the effective via location of the guard trace is proposed to reduce the number of vias. The guard trace voltage due to the resonance excites the common mode at the interface where the cross-sectional structure of the transmission line changes since the common-mode excitation is expressed by the product of the voltage and the difference of current division factors. To suppress the common-mode excitation, the guard trace should be grounded at the point where the cross-sectional structure changes. As a result, the common-mode radiation decreases even when the guard trace resonates.

    DOI: 10.1587/transcom.E92.B.1929

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  • EBG構造を形成した電源/グランド層へのノイズ抑制シート適用による不要電磁波伝搬抑制効果の評価

    矢野 誠士, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 近藤 幸一, 吉田 栄吉

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   109 ( 18 )   7 - 12   2009年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板の電源/グランドプレーンに形成した電磁バンドギャップ(Electromagnetic Bandgap:EBG)構造は,帯域阻止フィルタとして動作し,不要電磁波伝搬の抑制に有効である.我々はこれまでに,ノイズ抑制シートを電源/グランド層間へ挿入することがEBG構造の小型化及び高周波側への阻止域の拡大を実現することに有効であることを実験的に示している.しかし,実験で使用したノイズ抑制シートの透磁率が小さくなる高周波数域で小型化の効果が見られた.本報告ではノイズ抑制シートの誘電率に着目し,飽和磁界を印加した状態でSパラメータ測定を行うことで誘電率と透磁率の効果を切り分けて評価した.EBG構造にノイズ抑制シートを適用した場合の阻止域の低周波側へのシフトは,ノイズ抑制シートの異方性誘電率の効果によることが判明した.これは特にスリットにおける面内方向の電界成分に作用したためである.これは,市販の電磁界シミュレータMicrowave Studioを用いた計算でも再現できた.この結果を踏まえて,EBGパターンへの効果的なノイズ抑制シートの適用法を実験的に示した.

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  • サイトVSWR法における測定の不確かさについて周波数ステップの与える影響の評価

    渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   109 ( 18 )   1 - 6   2009年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    1GHzを超えるEMIは自由空間で測定するように規定されている。この測定に使用するサイトの評価を行なう方法として、CISPR 16-1-4にサイトVSRW法が規定されている。このサイトVSWR法では、400mmの範囲に6点の測定ポイントを設けて、その点からの伝達特性の最大・最小によって自由空間条件の評価を行なう。この測定法では、測定ポイント数が少ないために測定結果に大きな不確かさを生じている。この測定は周波数間隔が50MHz以下で測定を行なうことが規定されている。一般的には、上限の50MHz間隔で測定を行なうが、我々は、測定周波数ステップを小さくすることによって不確かさを低減させる手法を提案し、実際の測定によってその効果を確認した。また、この手法では測定点の設定誤差に対する不確かさも低減できることを示した。

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  • CP-2-3 EMC設計を支援する高速EMIシミュレータの開発とその応用(CP-2.マイクロ波教育におけるシミュレータの可能性,パネルセッション,ソサイエティ企画)

    豊田 啓孝, 古賀 隆治, 五百旗頭 健吾, 和田 修己

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2009 ( 1 )   "SS - 4"-"SS-5"   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

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  • B-4-55 コモンモードアンテナモデルを実基板に適用するための検討 : アンテナエレメントの取り扱いについて(B-4.環境電磁工学,一般セッション)

    福増 圭輔, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2009 ( 1 )   398 - 398   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 差動伝送線路におけるコモンモード抑制のための平衡度制御

    松嶋徹, 渡辺哲史, 豊田啓孝, 古賀隆治, 和田修己

    電子情報通信学会大会講演論文集   2009 ( 1 )   403 - 403   2009年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人電子情報通信学会  

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  • Reduction of EMI from Differential Signaling System Using Asymmetric Guard Trace

    Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    Proceedings of International Conference on Electronics Packaging 2009 (ICEP2009)   718 - 723   2009年

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  • Combination of IBIS and LECCS-core Models for SI Analysis under Non-Ideal Power Supply Conditions

    Norimasa Oka, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Proceedings of 2009 Korea-Japan Joint Conference on AP/EMC/EMT (KJJC-AP/EMC/EMT 2009)   159 - 162   2009年

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  • Reduction of Common-mode Radiation by Terminating Guard Trace with Resistors

    Tetsushi Watanabe, Tohlu Matsushima, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Osami Wada

    Proceedings of 2009 Internatinal Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC'09/Kyoto)   97 - 100   2009年

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  • Examination of Power-Ground Resonance for IBIS Model with Non-Ideal Power Supply

    Norimasa Oka, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Proceedings of 2009 Internatinal Symposium on Electromagnetic Compatibility (EMC'09/Kyoto)   583 - 586   2009年

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  • Calculation of Common-Mode Radiation from Differential Signaling System Using Imbalance Difference Model

    Tohlu Matsushima, Keisuke Fukumasu, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    Proceedings of 2009 Korea-Japan Joint Conference on AP/EMC/EMT (KJJC-AP/EMC/EMT 2009)   187 - 190   2009年

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  • Band Elimination Characteristics of EBG Structure Containing High Permeability Ferrite Thin Films

    Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida, Hiroshi Ono, Yoshitaka Toyota

    Proceedings of VIII International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology (EMC'2009)   151 - 153   2009年

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  • Combination of IBIS and LECCS-core Models for SI Analysis under Non-Ideal Power Supply Conditions

    Norimasa Oka, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Proceedings of 2009 Korea-Japan Joint Conference on AP/EMC/EMT (KJJC-AP/EMC/EMT 2009)   159 - 162   2009年

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  • Calculation of Common-Mode Radiation from Differential Signaling System Using Imbalance Difference Model

    Tohlu Matsushima, Keisuke Fukumasu, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    Proceedings of 2009 Korea-Japan Joint Conference on AP/EMC/EMT (KJJC-AP/EMC/EMT 2009)   187 - 190   2009年

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  • Reduction of EMI from Differential Signaling System Using Asymmetric Guard Trace

    Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    Proceedings of International Conference on Electronics Packaging 2009 (ICEP2009)   718 - 723   2009年

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  • トランジスタの静特性に基づくドライバ回路のEMIマクロモデル

    岡 典正, 五百旗頭, 健, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会論文誌B   J92-B ( 1 )   287 - 295   2009年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    IC/LSIの高周波電流による電磁妨害波(EMI, Electromagnetic Interference)のシミュレーションヘの適用を目的として,ドライバ回路のマクロモデルを構築する.従来は,ドライバ回路の動作モデルとしてIBIS (Input/output Buffer Information Specification)モデルが幅広く使われてきた.しかし,IBISモデルは信号系解析用モデルであり,EMIシミュレーションに用いると誤差が大きいという問題がある.そこで,EMIシミュレーションにも適用可能な新しいマクロモデルを提案する.トランジスタの静特性に着目し,IBISモデルより静特性のモデリング精度を向上させた.実際にドライバ回路について提案するマクロモデルを構築し,IBISモデルとの比較シミュレーションを実施した.その結果,IBISモデルに比べて高精度な結果が得られた.

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  • 配線パターンを変化させた基板による多電源ピン LECCS-core モデルの評価

    東 亮太, 五百旗頭 健吾, 津田 剛宏, 市川 浩司, 中村 克己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   108 ( 132 )   43 - 48   2008年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    我々の研究グループではIC/LSIの電源系を流れる高周波電流をシミュレーションするため,EMCマクロモデルである多電源ピンLECCS-coreモデルを提案している.このECCS-coreモデルはIC/LSIの電源系を流れるCMOSトランジスタのスイッチングに伴い発生する高周波電流を線形等価回路と内部電流源で表現する.本報告では,DUTを複数の電源端子を有するマイクロコントローラとし,モデル構築基板とは配線パターンの異なる別の基板を用い,LECCS-coreモデルによる電源端子電流シミュレーションと実測を比較した.その結果,平均誤差4dB以内で実測と一致した.さらにバイパスキャパシタを外した場合において,電源配線が合流する箇所でも精度良く電源端子電流がシミュレーションできることを示した.

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  • コモンモードアンテナモデルによるコネクタ接続されたプリント回路基板からの放射電磁波予測(その2) : インダクタンスの考慮によるコネクタ部モデルの改良

    若槻 友里, 鳥越 誠, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   108 ( 132 )   37 - 42   2008年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    本報告では,コネクタを介して接続されているプリント回路基板(PCB)に対して,コネクタ部の持つインダクタンスを考慮したコモンモードアンテナモデルを提案する.コモンモードアンテナモデルは,PCBからのコモンモード放射を高速かつ少ない計算コストで計算できる.前報では,コネクタ接続PCBにおいてもコネクタのピン配置による放射量の変化を計算することができることを示した.しかし実測で見られた放射スペクトルの周波数シフトは再現できなかったので,ピーク付近の精度は十分とは言えなかった.この原因をコネクタ部の実効インダクタンス変化と考え,本報告ではこれを考慮することでモデル改良を行った.その結果,このインダクタンスを考慮した改良モデルでは放射の周波数シフトが表現でき,実測結果と比較したところピーク付近での精度は誤差2dB程度まで改善した.

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  • B-4-37 平衡度不整合理論で定義されるコモンモード励振源の実験的検証(B-4. 環境電磁工学,一般セッション)

    松嶋 徹, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 和田 修己

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2008 ( 1 )   346 - 346   2008年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • Modeling of Microcontroller with Multiple Power Supply Pins for Conducted EMI Simulations

    Kengo Iokibe, Ryota Higashi, Takahiro Tsuda, Kouji Ichikawa, Katsumi Nakamura, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    IEEE EDAPS: 2008 ELECTRICAL DESIGN OF ADVANCED PACKAGING AND SYSTEMS SYMPOSIUM   135 - +   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    An EMC macro-model of a 16-bit microcontroller with multiple-power-supply pins has been proposed for estimating the conducted EMI from a power-supply network. The macro-model, called the linear equivalent circuit and current sources (LECCS) model, is composed of multiple circuit blocks and multiple current sources corresponding to the composition of the chip circuits in the microcontroller, i.e., a current source for a circuit block. A current source statistically expresses the total RF current occurring in the corresponding circuit block. We confirmed that the proposed model could correctly estimate the RF power-supply currents under different decoupling conditions up to 300 MHz. We also found that a linear circuit of the regulator between the I/O and core circuit blocks could express the RF coupling between the two blocks.

    DOI: 10.1109/EDAPS.2008.4736018

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  • Determination of Grounding Location for Guard Trace to Reduce Common-Mode Radiation

    Tohlu Matsushima, Tetsushi Watanabe, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Osami Wada

    Proceedjngs of International Conference on Electronics Packaging 2008 (ICEP 2008)   124 - 129   2008年

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  • Prediction of the Common-mode Radiated Emission from the Board to Board Interconnection through Common-mode Antenna Model

    Makoto Torigoe, Akifumi Sadatoshi, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ruji Koga, Tetsushi Watanabe, Osami Wada

    2008 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1-3   498 - +   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    In this paper, the common-mode antenna model, which can estimate the amount of common-mode radiation quickly and accurately, was applied to a board-to-board interconnection structure with a connector. The inductor model is introduced as the connector model for improving accuracy of the common-mode antenna model. By using the inductance, which was calculated with the commercial electromagnetic field simulator, the radiated emissions estimated by the model agreed with the measurement results within an error of 3 dB around the peak emission levels.

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  • EMC Macro-modeling of CMOS Inverter Using LECCS-I/O Model with Additional Current Source

    Kengo Iokibe, Akihiro Ohsaki, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Osami Wada

    2008 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1-3   554 - +   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The authors investigated an EMC macro-model of the CMOS logic inverter gate, named LECCS-I/O that consists of linear equivalent circuit and current sources. This paper modifies the macro-model by adding another current source to express the short-circuit current in the inverter. The macro-model was determined from SPICE calculations of impedance and power current by using a device model of an inverter IC. The modified model was tested with several load capacitances in SPICE simulation. The results showed that the macro-model predicts the power current with good accuracy in the range up to 3 GHz except for frequencies at which inductances of the package and of traces on printed circuit board and capacitance of the load caused resonances.

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  • Macro Model of Driver Circuits for EMI Simulation

    Norimasa Oka, Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Proceedjngs of International Conference on Electronics Packaging 2008 (ICEP 2008)   467 - 472   2008年

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  • Experimental Validation of Imbalance Difference Model to Estimate Common-Mode Excitation in PCBs

    Yoshitaka Toyota, Tohlu Matsushima, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Tetsushi Watanabe

    2008 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1-3   578 - +   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    We have proposed a common-mode antenna model that is designed specifically for estimating common-mode radiation from printed circuit boards (PCBs) very quickly. The model is composed of an antenna that has the same geometry as the adjacent ground plane of the PCB and an excitation source based on an imbalance difference model. The excitation source is provided by the product of Delta h and V-N, where Delta h is the difference in current division factors related to the cross-sectional structure of the transmission line, and VN is the voltage between the signal line and return plane of the transmission line. Here, we describe an experimental validation of the common-mode excitation carried out by measuring the reduction in radiation due to a guard trace placed close to a signal line with a narrow return plane. As a result, it was found that the total common-mode excitation can be given by a superposition of two excitation sources. The results also suggest that when designing the PCB, the guard trace should be grounded at the interface between different ground-plane widths to suppress noise.

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  • EMI simulation based on cavity-mode model for power-bus radiation calculation of power/ground planes with IC/LSI

    Yoshitaka Toyota, Masahiro Nishida, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    2008 ASIA-PACIFIC SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY AND 19TH INTERNATIONAL ZURICH SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1 AND 2   423 - +   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    This paper describes an electromagnetic interference (EMI) simulation of radiated emissions caused by simultaneous switching noise in an irregular power/ground plane structure. For quick simulation of the radiated emissions from the power-bus edges, we used a series of analytical approaches: power-bus resonance characterization by a fast algorithm based on a cavity-mode model and a segmentation method and radiation calculation using equivalent magnetic current based on the field equivalent principle. The analytically based radiation calculation is achieved within a few minutes on a single personal computer and agrees with the actual measurements. Furthermore, this paper demonstrates an EMI simulation with and without decoupling capacitors by using a linear macro model of an integrated circuit as a noise source. We found a fair agreement between the simulation and measured results.

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  • Suppressing power bus resonance and radiation using and EBG structure

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Koichi Kondo, Shigeyoshi Yoshida

    2008 ASIA-PACIFIC SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY AND 19TH INTERNATIONAL ZURICH SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1 AND 2   566 - +   2008年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    We investigated the effects of noise suppression by interposing magnetic materials between the power and ground planes of a printed circuit board and focused on RF transmission through and radiation from the power bus. To reduce power bus resonance and radiation, we used a commercial noise suppression sheet, which is commonly used to suppress RF noise generated from electronic devices. We also examined a thin Ni-Zn ferrite film for practical use in the future. We found that power bus resonance and radiation could be mitigated owing to the imaginary part of complex permeability of magnetic materials. The thin ferrite film with a planar electromagnetic bandgap (EBG) structure helped suppress transmission and radiation in the EBG passband.

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  • CMOSインバータの2電流源EMCマクロモデル構築

    五百旗頭健吾, 大崎 瑛弘, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 和田 修己

    信学総大, March, 2008   334   334 - 334   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • PCBの電源層間への高透磁率シート挿入による層間共振と放射の抑制

    豊田啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 近藤 幸一, 吉田 栄吉

    電子情報通信学会総合大会, 2008   339 - 339   2008年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • LECCSモデルの広帯域化を目的とした寄生容量表現法の検討

    高橋 篤弘, 五百旗頭 健吾, Paoletti U., 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   107 ( 167 )   5 - 10   2007年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    これまで筆者らは,IC/LSIの電源系に流れる高周波電流予測のためのEMCマクロモデルLECCSを提案している.このLECCSモデルは,非線形回路素子であるCMOSトランジスタで構成されるIC/LSIのスイッチングノイズを線形等価回路と等価内部電流源で表現する.線形等価回路構築にあたってIC/LSIの電源系インピーダンス測定をした結果,高周波で反共振が生じていた.本報告では,その反共振の一因がパッケージ及びその外部の寄生インピーダンスであることを,3種類の基板を用いた電源系インピーダンス測定と,その比較により明らかにした.次に,それぞれの基板の寄生容量を市販の電磁界シミュレータSonnetで見積もり,LECCSへ付加したうえで,PSpiceを用いて電源系インピーダンスシミュレーションをし,実測と比較した.そして,LECCSに寄生容量を付加することでモデル精度が向上しうることを示した.

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  • コモンモードアンテナモデルを用いたプリント回路基板からの放射予測 : 励振源の重ね合わせに関する検討

    福増 圭輔, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 和田 修己

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   107 ( 107 )   39 - 44   2007年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    これまでに筆者らは,プリント回路基板(Printed Circuit Board:PCB)から発生するコモンモード放射を高速に予測するためのコモンモードアンテナモデルを提案している.このコモンモードアンテナモデルはコモンモード励振源とアンテナエレメントから構成される.コモンモード励根源はPCB上に広く分布するため,複数のマイクロストリップ線路(Microstrip Line:MSL)がPCB上に配線された場合,同一の位置に異なるMSLに起因するコモンモード励振源が存在することになる.複数のMSLがPCB上に配線された場合のコモンモード放射計算を目標に,本報告では,直角に曲がったMSLがPCB上に配置された試験基板を用いて,コモンモード励根源の重ね合わせを検討した.遠方電界放射の測定とFDTD法による数値解析による比較の結果,コモンモード励振源の重ね合わせができることを示した.

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  • コモンモードアンテナモデルによるコネクタ接続されたプリント回路基板からの放射電磁波予測

    貞利 章文, 酒井 陽平, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治, 和田 修己

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   107 ( 25 )   49 - 54   2007年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    マザーボードとドーターボードがコネクタを介して接続されている場合,コネクタ部のグラウンドピン数を変えたときにプリント回路基板(Printed Circuit Board:PCB)のコモンモード放射量が変化することが報告されている.この放射量の変化について,これまでに我々のグループでPCBからの放射予測を高速に行うために提案してきたコモンモードアンテナモデルを用いることで説明できるのかどうかを実際にコネクタ接続基板を作製し,その遠方電界放射の測定と比較することで検証した.コモンモードアンテナモデル構築の際,コモンモード電位変換係数よりプリント回路基板上のコモンモード電位分布を求め,その電位差をコモンモード励振源とする.これを基板上に配置しアンテナ解析することで遠方電界放射を求めた.実測と計算を比較する際,コネクタ接続基板ではグラウンドピン数によってコネクタ部の特性インピーダンスが変化することも考慮した.ボード部とコネクタ部の平衡度を調べ,その差が少なくなるようなコネクタを設計することでコモンモード放射を低減することができることが分かった.

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  • B-4-42 PCBの電源/グラウンドプレーンに形成したEBG構造に高透磁率材料を用いた単位セルの小型化と阻止域の拡大(B-4.環境電磁工学,一般講演)

    豊田 啓孝, 五百旗頭 健吾, 古賀 隆治

    電子情報通信学会総合大会講演論文集   2007 ( 1 )   366 - 366   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • 近接グラウンドに着目したケーブルの断面形状と励起コモンモード電流

    森光 和也, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 和田 修己

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   106 ( 579 )   71 - 75   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    基準となるシステムグラウンドから空中に浮いた送受信器と平行ケーブルから構成される4導体系を構築し、電子機器間をつなぐケーブルのシステムグラウンドからの高さ、長さ、および、グラウンド線数を変えて、発生するコモンモード電流の測定を行った。システムグラウンドからの完全分離と外部から妨害をなくするため、コモンモード励振源として小型の光ファイバーモジュールを用いた。その結果、コモンモード電流はシステムグラウンドに対する高さと、機器システムのグラウンドの平衡度バランスとの間に密接な関係があることがわかった。機器システムの高さを変えることによりコモンモード電流が変化する。高さ10cm以上では、ほぼ一定の電流値になったが、10cm以下ではシステムグラウンドの影響によりコモンモード電流は増加した。さらに、ケーブルのグラウンド線を増やすことでコモンモード電流が低減することを実験で示した。その変化は、伝送線路に沿った電流配分率の変化量で説明できる傾向を示した。

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  • 近接グラウンドに着目したケーブルの断面形状と励起コモンモード電流 (放送技術)

    森光 和也, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝

    映像情報メディア学会技術報告   31 ( 17 )   71 - 75   2007年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:映像情報メディア学会  

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  • Prediction of electromagnetic emissions from PCBs with interconnections through common-mode antenna model

    Yoshitaka Toyota, Akifumi Sadatoshi, Tetsushi Watanabe, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    EMC ZURICH-MUNICH 2007, SYMPOSIUM DIGEST   107 - +   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:ETH FOUNDATION ZURICH  

    A motherboard-daughterboard structure with a connector is known to have another source of common-mode radiated emissions, and the emissions depend on the connector's signal/ground pin configuration. In order to estimate the amount of radiated emissions from the structure, a common-mode antenna model is described. The model consists of an excitation source and an antenna element, and it calculates radiated emissions from PCBs not only quickly but accurately for practical use. In modeling the board interconnection via a connector, we added two common-mode excitation sources at each end of the connector. The electromagnetic emissions estimated by the model agreed with the measurements within an error of 6 dB around peak emission levels between 300 and 600 MHz.

    DOI: 10.1109/EMCZUR.2007.4388207

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  • Prediction of common-mode radiation from printed circuit boards with interconnections

    Yoshitaka Toyota, Akifumi Sadatoshi, Tetsushi Watanabe, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    2007 4TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY PROCEEDING: EMC 2007   142 - +   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    In order to estimate. the amount of common-mode radiation from a printed circuit board with low calculation cost, a common-mode antenna model has been developed. This paper demonstrates the application of the model to a board interconnection via a connector that is known to be a possible source of common-mode radiation. The radiated emissions estimated by the model agreed with the measurements for practical use.

    DOI: 10.1109/ELMAGC.2007.4413451

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  • Miniaturization of electromagnetic bandgap (EBG) structures with high-permeability magnetic metal sheet

    Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Arif Ege Engin, Tae Hong Kim, Madhavan Swaminathan

    2007 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY: WORKSHOP AND TUTORIAL NOTES, VOLS 1-3   55 - +   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    Electromagnetic bandgap (EBG) structures in a pair of parallel planes are quite effective for suppressing simultaneous switching noise, but they are too large to be applied to compact electronic devices. To miniaturize the EBG structures, we investigated an approach to interpose a high-permeability magnetic metal sheet between the parallel planes. The experimental results show that high permeability of the sheet shifts the stopband towards lower frequencies. This suggests that such sheets contribute to the miniaturization of the EBG structures. In addition, it is demonstrated that the imaginary part of the permeability can expand the stopband.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2007.19

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  • Fast and accurate estimation of radiated emission from printed circuit board using common-mode antenna model based on common-mode potential distribution

    Yoshitaka Toyota, Youhei Sakai, Makoto Torigoe, Ryuji Koga, Tetsushi Watanabe, Osami Wada

    2007 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY: WORKSHOP AND TUTORIAL NOTES, VOLS 1-3   702 - +   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The authors investigated common-mode potential distribution on printed circuit boards and propose a common-mode antenna model that consists of a common-mode excitation source and a common-mode antenna element. The antenna model is able to predict common-mode radiation from PCBs quickly and accurately because it focuses only on common-mode radiated emissions. This paper applies the model to a rectangular printed circuit board with a signal trace bent at a right angle and discusses the superposition of common-mode excitation sources that result from common-mode potential distribution. In the model, the trace is divided into two straight elements at the corner to obtain the common-mode excitation source separately for each straight element. Superposing each source at each position enables a set of common-mode sources of the entire common-mode antenna model to be obtained. Simulations and measurements showed that the superposition of common-mode sources accurately predicts radiated emissions.

    DOI: 10.1109/ISEMC.2007.138

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  • コモンモード電位分布に基づくプリント回路基板の等価アンテナモデル

    酒井 陽平, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 和田

    電子情報通信学会論文誌 B   J90-B ( 11 )   1116 - 1123   2007年

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  • Determination of Effective Parasitic Capacitance around IC Package for EMC modeling

    Kengo Iokibe, Atsuhiro Takahashi, Umberto Paoletti, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Proceedings of 6th International Workshop on Electromagnetic Compatibility of Integrated Circuits (EMC Compo 2007)   31 - 34   2007年

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  • Fast calculation of radiated emissions from arbitrarily shaped PCB with IC/LSI

    Masahiro Nishida, Yoshitaka Toyota, Kengo Iokibe, Ryuji Koga, Osami Wada

    2007 4TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY PROCEEDING: EMC 2007   255 - +   2007年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    This paper describes fast calculation of radiated emissions from an arbitrarily shaped printed circuit board (PCB). The radiated emissions from the PCB edge are calculated by taking into account magnetic surface current based on the field equivalent principle. The electric field at the PCB edge is provided by a fast algorithm the authors have proposed for power-bus resonance in the PCB. The calculation of radiated emission was completed within a few minutes and in, good agreement with Finite Difference Time Domain (FDTD) calculation. In addition, an EMI simulation was demonstrated by using a linear macro model of IC/LSI. The calculation results were found to be in good agreement with the measurements.

    DOI: 10.1109/ELMAGC.2007.4413479

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  • プリント回路基板の電源/グランドプレーンに形成する不要電磁波伝搬抑制のためのプレーナEBG構造の小型化

    豊田 啓孝, エンゲン アリフ エゲ, スワミナッサン マダハバン, 五百旗頭, 健, 古賀 隆治

    電子情報通信学会論文誌 B   J90-B ( 11 )   1135 - 1142   2007年

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  • Stopband analysis using dispersion diagram for two-dimensional electromagnetic bandgap structures in printed circuit boards

    Yoshitaka Toyota, Arif Ege Engin, Tae Hong Kim, Madhavan Swaminathan

    IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS   16 ( 12 )   645 - 647   2006年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Electromagnetic bandgap (EBG) structures that provide an excellent isolation within the stopband are extremely effective in suppressing propagation of simultaneous switching noise on parallel power planes. However, a scattering parameter measurement and full-wave electromagnetic simulation for their entire structure are costly and time consuming. This letter presents a two-dimensional dispersion-diagram analysis based on a unit-cell network of EBG structures by extending a well-known dispersion-diagram analysis of one-dimensional infinite periodic structures. The approach is extremely effective in computing stopband frequencies and provides the stopbands with good agreement to the measured results.

    DOI: 10.1109/LMWC.2006.885587

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  • LECCS-I/Oモデルの広帯域化を目的とした3ポートSパラメータ測定によるインピーダンスパラメータ抽出法の検討

    大崎 瑛弘, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 和田 修己

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   106 ( 182 )   17 - 22   2006年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者らが提案しているディジタルICのEMCマクロモデル(LECCS-I/O)の広帯域化のため,Sパラメータ測定に基づくインピーダンスパラメータ抽出法について検討した.まず,従来モデルにおいて電源-グランド間インピーダンスのシミュレーション精度が高周波で低下する原因を調べたところ,2ポートSパラメータ測定ではIC入力端子に接続された外部回路の影響がモデルのインピーダンスパラメータに現れることが判明した.そこで,IC内部の等価回路と外部回路を分離するためICの入力部を考慮した線形等価回路(LEC)のモデルを構築し,3ポートSパラメータ測定によるパラメータ抽出を検討した.ICの外部負荷や入力端子に接続する回路を変化させた時のインピーダンスシミュレーションを行ったところ,従来モデルと比較してより高い周波数までモデルのシミュレーション精度が向上した.

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  • EMI antenna model based on common-mode potential distribution for fast prediction of radiated emission 査読

    SAKAI Y.

    Proc. IEEE Int. Symp. Electromagnetic Compatibility, Portland, OR, Aug. 2006   2   280 - 284   2006年

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    記述言語:英語  

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  • Virtual Port Parameters in Segmentation Method for Modeling Power Bus Structures in Multilayer PCBs

    Zhi Liang Wang, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    International Journal of Microwave and Optical Technology   2006年

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  • マイクロコントローラの多電源ピンLECCS-coreモデルの構築

    中村克己, 南澤裕一郎, 豊田啓孝, 古賀隆治, 和田修己, 斎藤義行, 中村篤

    電子情報通信学会論文誌 C   2006年

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  • バイスタティックライダによる水雲粒子径測定原理の検証

    小林隆, 五百旗頭健吾, 杉本伸夫, 豊田啓孝, 古賀隆治

    電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集(CD-ROM)   57th   2006年

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  • Modeling and simulation of via-connected power bus stacks in multilayer PCBs

    ZL Wang, O Wada, T Harada, T Yaguchi, Y Toyota, R Koga

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E88B ( 8 )   3176 - 3181   2005年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    Power bus noise problem has become a major concern for both EMC engineers and board designers. A fast algorithm, based on the cavity-mode model, was employed for analyzing resonance characteristics of multilayer power bus stacks interconnected by vias. The via is modeled as an inductance and its value is given by a simple expression. Good agreement between the simulated results and measurements demonstrates the effectiveness of the cavity-mode model, together with the via model.

    DOI: 10.1093/ietcom/e88-b.8.3176

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  • 高速差動伝送系の受信端における平衡度整合の検討

    森光 和也, 茂業 博史, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 和田 修己

    電子情報通信学会技術研究報告. EMD, 機構デバイス   105 ( 216 )   7 - 12   2005年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    通常の差動伝送系の不平衡度により発生する1次コモンモード電流に対して、アジャセントグランドを含めた2次コモンモード電流の低減に取り組むことにより機器システム全体のノイズ低減とメカニズム解明、そして最適システム提案を目的として研究を行っている。本報告書では差動伝送系の受信端(終端)において、平衡度の整合を行うバランスコントロールにより2次コモンモード電流の発生を低減するための方法を検討し結果を報告する。送信、受信、伝送系の実験システムにおいてノイズ抑制に関して考察する。また、今回の実験により得られた2次コモンモード電流の低減効果と実験システムを紹介する。

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  • Sパラメータ測定による多電源ピンLSIの LECCS-core モデルの構築

    南澤 裕一郎, 太田 有宣, 豊田 友博, 中村 克己, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 齊藤 義行, 中村 篤

    映像情報メディア学会技術報告   29 ( 20 )   85 - 90   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:映像情報メディア学会  

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  • Sパラメータ測定による多電源ピンLSIの LECCS-core モデルの構築

    南澤 裕一郎, 太田 有宣, 豊田 友博, 中村 克己, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治, 齊藤 義行, 中村 篤

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   104 ( 705 )   85 - 90   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者らは, 複数の電源端子を有するLSIのEMCシミュレーションのためのマクロモデルとして多ポートLECCS-coreモデルを提案している. 本稿では, Sパラメータ測定によるLECCS-coreモデルの等価内部インピーダンスの抽出法について検討した. 実際に3種類の電源端子を使用するマイクロコントローラH8/3694Fの多ポートLECCS-coreモデルをSパラメータ測定により抽出し, その手順を示した. 次に, 測定した電源端子電流と等価内部インピーダンスより内部電流源を導出し, 作成したモデルの検証としてバイパスコンデンサによるデカップリング効果をシミュレーションして実測と比較を行った. その結果, 約300MHzまでの電源系高周波電流を精度よくシミュレーションできることを示した.

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  • Sパラメータ測定によるLECCS-I/Oモデルのインピーダンスパラメータ抽出法

    近藤 洋平, 菅野 絢子, 田中 大介, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   104 ( 705 )   79 - 84   2005年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者らが提案しているディジタルICのEMCマクロモデル(LECCS-I/O)のインピーダンスパラメータ抽出法について、Sパラメータ測定に基づく方法を議論する。はじめに、構造の簡単なT型LECCS-I/Oモデルについて、SパラメータをZ行列に変換することによりパラメータ抽出を行い、提案手法の有効性を示した。この結果をもとに、モデル精度向上のために考案された、IC出力部以外のインピーダンスを考慮したLECCS-I/Oモデルについて、同様の検討を行った。その結果、ICパッケージ部のインピーダンスを既知とすることで、ICの出力段の非導通容量とそれ以外の容量成分を切り分けることができた。

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  • Convergence acceleration and accuracy improvement in power bus impedance calculation with a fast algorithm using cavity modes

    ZL Wang, O Wada, Y Toyota, R Koga

    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY   47 ( 1 )   2 - 9   2005年2月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    Based on the cavity-mode model, we have developed a fast algorithm-for calculating power bus impedance in multilayer printed circuit boards. The fast algorithm is based on a closed-form expression for the impedance Z matrix of a rectangular power bus structure; this expression was obtained by reducing the original double infinite series into a single infinite series under an approximation. The convergence of the single series is further accelerated analytically. The accelerated single summation enables much faster computation, since use of only a few terms is enough to obtain good accuracy.-In addition, we propose two ways to compensate for the error due to the approximation involved in the process of reducing the double series to the single series, and have demonstrated that these two techniques are almost equivalent.

    DOI: 10.1109/TEMC.2004.842205

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  • 光集積化・光インターコネクションを目的とした高結合効率および強い閉じ込めをもつ逆リブ型光導波路の解析

    ウワバ カリド, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   104 ( 606 )   7 - 12   2005年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    光集積化と光インターコネクションに応用できる逆リブ型ポリイミド光導波路の解析を行い、リブ幅を変えるだけで光の閉じ込めと光ファイバとの結合を制御できることを示した。光ファイバとの結合では1dB以下の結合損失を、また曲がり導波路への適用では放射損失が0.007dB&acd;0.45dBという小さな値を得た。さらに、光ファイバとの結合トレランスは1.5μm以上となった。

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  • 2重リング型光共振器を用いた可変分散補償器の特性解析

    本村 哲之, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   104 ( 606 )   13 - 16   2005年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    リング型光共振器からなる全透過型フィルタ(リング型APF)は, 小型で集積化が容易であることから分散補償光デバイスとして有望である。リングを2つ重ね合わせた構造の2重リング型APFは, パワー移行率を変化させることにより共振波長近傍で単峰または双峰の群遅延特性となる。この2重リング型APFをカスケード接続することにより, 個々の2重リング型APFの共振波長は同じにし, パワー移行率のみを変化させることで正負の分散スロープを形成した。

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  • A Scheme to Classify Clouds with the Depolarization Ratio andBackscattering Coeffcient Measured by Lidar

    Iokibe Kengo, Toyota Yoshitaka, Wada Osami, Koga Ryuji

    Memoirs of the Faculty of Engineering, Okayama University   39 ( 1 )   93 - 101   2005年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Faculty of Engineering, Okayama University  

    The optical properties of clouds were measured with a polarization Mie lidar during April, 2004 and investigated to categorize the particles detected by the lidar. The cloudlayers were categorized into five types according to the depolarization ratios, as follows: (I) constant and small (less than 5%); increasing with height (II) nearly from 0% and (III) from about 50%; (IV) large and varying with the backscattering coefficient; and (V) sharply decreasing. This categorization of clouds enabled us to separate aerosols from clouds in a lidar signal. Comparison of the backscattering coefficients between clouds of types (I) and(II) suggested that the depolarization ratio induced by multiple scattering in dense clouds does not depend on the particle density. Estimation of the particle phase for the five cloud categories was also examined.

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  • 光ファイバインタコネクションにおけるSNOMによるSWR測定

    信吉 輝己, 古賀 隆治, 豊田 啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   104 ( 412 )   23 - 26   2004年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    光ファイバ集積素子における光ファイバ配線の定在波比を求める新しい方法を提案している。集積素子内の光ファイバ直角接続部においては、45°端面を用いた全反射を利用している。この45°端面上における前進波と後進波のエバネッセント干渉パターンをSNOM(Scanning Near-Field Optical Microscope)のコレクションモードを用いてサンプリングを行ない、この干渉パターシより定在波比を求めている。さらに、本方法による素子内の光波の伝播のリアルタイムモニタリングの方法について提案している。

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  • A bidirectional iteration algorithm for determining lidar ratios and its use to evaluate boundary values in the lidar inversion

    K Iokibe, Y Itoh, Y Toyota, O Wada, R Koga

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS   43 ( 9A )   6513 - 6519   2004年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:INST PURE APPLIED PHYSICS  

    A new algorithm to estimate lidar ratios of aerosol layers with a monochromatic Mic-scattering lidar profile is proposed. The algorithm employs both the forward,and the backward solutions of the monochromatic single-scattering lidar equation. The lidar ratios are estimated through an iterative procedure to match the two solutions by correcting a lidar ratio assigned at the beginning of the procedure. The algorithm has been applied to simulated lidar profiles and a measured one from the literature. In testing of the simulated profiles, the estimation errors of the lidar ratios were investigated for four boundary conditions-clear to turbid conditions-by scanning boundary values and extinction coefficients of an aerosol layer. This investigation indicated that the algorithm estimates the lidar ratio with sufficient accuracy under clear boundary conditions even with inaccurate boundary values, but requires correct boundary values under turbid boundary conditions. The algorithm was successfully applied to the measured lidar profile of a thin aerosol layer. The obtained lidar ratio was reasonably plausible. This suggests that an enhanced form of this algorithm using the forward and the backward solutions would be able to determine the lidar ratios and boundary values from only a lidar profile measured under arbitrary atmospheric conditions.

    DOI: 10.1143/JJAP.43.6513

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  • 平衡度不整合モデルを用いたガードトレースのEMI低減効果の予測

    松嶋 徹, 渡辺 哲史, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   104 ( 231 )   53 - 58   2004年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者等はプリント回路基板上で幅が変化するグランドをもつマイクロストリップ伝送線路におけるコモンモード発生量を平衡度不整合モデルを用いて推定する方法を提案した。本稿では、グランドに接続されたガードトレースを信号線横に設置した場合のコモンモード放射低減量をこの手法を用いて計算し、実測と比較した。その結果、EMI低減量の計算値と実測値の差は1dB以下でよく一致し、最大で約13dBの低減を得た。さらに、ガードトレースをグランドに落とすビアの間隔が波長短縮率を考慮してちょうど半波長の整数倍になる周波数で共振が起こり、ビア間隔を変更することによって、共振を抑制することが出来ることを示した。

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  • 電源島構造を有する多層基阪のパスコン配置によるEMI低減効果

    岸本 正典, 渡辺 哲史, 村尾 貴史, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   103 ( 440 )   39 - 44   2004年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    多層PCBからのEMI要因のひとつに電源-グランド共振がある。この電源-グランド共振を抑制する方法として、完全に外部から切り離した電源島構造がある。今回その構造に対し、電原島内部から外部へ確実に信号伝送するための帰路を確保して、外部と一部接続した状態の不完全電源島構造を示した。そして、この不完全電源島構造をもつ基板の特定の箇所にパスコンを配置することで、電源島内部から外部へのノイズの広がりを示す透過特性が改善されたことを解析により示す。またパスコン配置する際のパスコン間隔についても検討し、波長とパスコン配置間隔の関係を示した。そして解析結果の妥当性を示すため、透過特性の実測と解析を比較した。

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  • ディジタルICのEMCモデル(LECCS-I/O)の多ビット出力ICヘの拡張

    田中 大介, 近藤 洋平, 大坂 英樹, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   103 ( 440 )   45 - 50   2004年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者らが提案したディジタルICのEMCモデル(LECCS)について議論する.これまでに,CMOS-IC/LSIの電源系高周波電流を表すモデルを負荷依存性を有するI/O部を含むモデル(LECCS-I/O)に拡張してきた.今回は,このモデルの精度及び多ビット動作時への拡張について検討した.まず,I/O部のドライバ負荷依存モデルの適用範囲を,多ビットの同時High-Low間遷移動作から一般的なバス動作であるHigh-Low混在動作へと拡張し,その有効性について検討した.次に,インピーダンスモデルの精度向上案として,ICチップ部のインピーダンスパラメータの切り出しについての検討を行った.この結果,チップ部のインピーダンスを考慮することにより,電源-グランド間インピーダンスの外部負荷容量依存性のシミュレーション精度が向上した.

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  • Efficient Calculation of Power Bus Impedance using a Fast Algorithm Together with a Segmentation Method

    Zhi Liang Wang, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials   124 ( 12 )   1185 - 1192   2004年

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    記述言語:英語  

    Power bus noise prediction in multilayer printed circuit boards requires an accurate estimation of the power bus impedance. We have previously developed a fast algorithm for efficiently and accurately calculating the impedance of a rectangular power bus structure, based on a cavity mode model. In this paper, we show that the fast algorithm can also be easily utilized for a right-angled triangular power bus structure. Together with a segmentation method, the fast algorithm can then be extended to calculate the impedances of more complicated power bus structures whose patterns consist of several segments of rectangles and/or right-angled triangles. Fast computation of the S-parameters and good agreement between the calculated results and measurements for various boards demonstrated the efficiency and accuracy of using the fast algorithm together with the segmentation method as a powerful technique to estimate the power bus impedance. © 2004, The Institute of Electrical Engineers of Japan. All rights reserved.

    DOI: 10.1541/ieejfms.124.1185

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  • 二重リング共振器による共振波長間隔の拡大と光合分波

    豊田啓孝, 和田修己, 古賀隆治

    応用物理   第73巻, 第11号, pp.1428-1432   2004年

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  • Linear Equivalent Circuit and Current Source for I/O (LECCS-I/O) Modeling of IC Power Current for EMI Simulation

    Hideki Osaka, Daisuke Tanaka, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Journal of Japan Institute of Electronics Packaging   7 ( 6 )   517 - 524   2004年

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    記述言語:英語  

    In this paper, we describe how we modeled EMI noise from the power-pin current of an LSI that has two ports: a power-ground port and a driver output port. We called this the “Linear Equivalent Circuit and Current Source for I/O (LECCS-I/O)” model, and have evaluated it using the measured power current and power-ground impedance of a small-scale IC (74LVC04) under various combinations of loading capacitances and decoupling inductances. Results showed that up to 500 MHz, the LECCS-I/O model was able to predict peak and valley frequencies of the power current spectra within an error of 2. 5 MHz, and where the peak current error was less than 5dB. The application range of the LECCS-I/O model was valid where the shortest data duration was longer than twice the decay time constant of the power current under-damping waveform. © 2004, The Japan Institute of Electronics Packaging. All rights reserved.

    DOI: 10.5104/jiep.7.517

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  • LECCSモデルの多電源ピンLSIへの拡張

    豊田 友博, 南澤 裕一郎, 中村 克己, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   103 ( 488 )   41 - 46   2003年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント基板からのEMI要因の1つに,IC/LSIの電源端子を流れる電源系高周波電流がある.我々は,この電流を精度良くシミュレーションするために,IC/LSIを線形等価目路と内部電流源で表現したLECCSモデルを提案してきた.今風LECCSモデルを多種電源,多電源ピンを持つLSIへ拡張した.まず,7対の電源-グランド端子間ごとに線形等価回路を置く7電源モデルを作成した.次に,7電源のうち同種の電源を束ね,Core,I/O,Analogの3種類のモデルを置く3電源モデルを作成した.7電源および3電源モデルについてインピーダンスシミュレーションをおこない,両者を比較した.

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  • セグメンテイション法による矩形と三角形要素からなる多層プリント回路基板の電源-グランド層共振特性解析

    赤澤 徹平, 王 志良, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   103 ( 223 )   43 - 48   2003年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    多層プリント回路基板からの放射EMIの一要因として,回路基板の共振がある.本報告では一般の多層プリント回路基板の電源系の共振解析を目的として,複数の矩形領域と直角二等辺三角形領域からなる基板の電源グランド層間の平行平板共振の高速解析法について示す.今回,複数の矩形領域と直角二等辺三角形領域からなる基板についてセグメンテイション法を用いて解析をおこなった結果,測定値と解析値の良い一致が得られた.セグメンテイション法を用いた高速解析の有用性,および精度について示す.

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  • 狭いグランド幅をもつ回路基板にケーブルを付加した場合の電流配分率モデルによるコモンモード放射の予測

    松永 茂樹, 岸本 正典, 渡辺 哲史, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   103 ( 223 )   61 - 68   2003年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者等は、プリント回路基板上の幅の狭いグランドを持つ信号配線によるコモンモード発生量を伝送線路の電流配分率を用いて推定する方法を提案した。本稿では、マイクロストリップ配線を2本持つ対称構造の基板をハイブリッドバランを用いて対称励振し、誘電体厚さの異なる基板とその先端に接続した2本のワイヤに発生するコモンモード電流および放射を電流配分率モデルにより推定して実測値と比較した。また、従来から用いられているグランドインダクタンスによるコモンモード励振モデルに基づく計算も同時に行い、両モデルの比較を行なった。その結果、相対値比較において両モデルの推定値はよく一致し、最大誤差3dBの結果を得た。

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  • A Simulation Method for EM Radiation from Power/Ground Plane of PCB by Using a Power Current Model, Vol.J86-B,No.2, pp.226-235

    TAKAYAMA Keisuke, KINOSHITA Tomohiro, MATSUISHI Takuya, MATSUNAGA Shigeki, WANG Zhi Liang, TOYOTA Yoshitaka, WADA Osami, KOGA Ryuji, FUKUMOTO Yukihiro, SHIBATA Osamu

    IEICE transactions on communications   86 ( 2 )   887 - 887   2003年2月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    High-frequency currents flowing from power terminals of an IC/LSI onto power/ground planes of a digital printed circuit board can generate a great amount of electromagnetic noise. A powercurrent model of an IC/LSI for EMI simulation was proposed in our previous studies. A high-speed simulation algorithm of EM radiation due to resonance of the power/ground planes in a PCB was also developed. This paper describes the mechanism and quantitative effect of reducing high frequency currents on power/ground terminals by embedding a decoupling inductor and/or a bypass capacitor in an IC/LSI package. Furthermore, the internal decoupling effect on suppressing EMI radiated from the board is verified in both the simulations and measurements.

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  • Multipath structure for FSR expansion in waveguide-based optical ring resonator

    IS Hidayat, Y Toyota, O Torigoe, O Wada, R Koga

    ELECTRONICS LETTERS   39 ( 4 )   366 - 367   2003年2月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEE-INST ELEC ENG  

    A multipath structure of a ring resonator is proposed to expand the free spectral range. Simulation work indicates that the multipath ring resonator has 25 GHz-adjacent-channel crosstalk of -41 dB, maximum interchannel crosstalk of - 18 dB, and -1 dB bandwidth of 4 GHz for a typical expansion factor of 10. The results show the advantages of characteristics compared with a double-cavity ring resonator and a triple-coupler ring resonator.

    DOI: 10.1049/el:20030276

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  • Aerosol Extinction Coefficient Continuously Measured with Polarized Mie Scattering Lidar

    Kengo Iokibe, Yoshitaka Toyota, Osami Wada, Ryuji Koga

    Memoirs of the Faculty of Engineering, Okayama University   Vol.37, No.2, pp.89-97 ( 2 )   89 - 97   2003年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Faculty of Engineering, Okayama University  

    Aerosol extinction coefficients of clouds and dust were continuously measured in the year of 2002 with a polarized Mie-scattering lidar controlled by an automatic and remotely operating system utilizing internet services. Measured cloud extinctions were greater than 1.0 km(-1) below the altitude 6 km, 0.17 - 1.0 km(-1) between 6 and 10 km, and 0.091 - 0.3 km(-1) beyond 10km. Extinction of dust were 0.10 and 0.20 km(-1) for Asian dust and 0.057 km(-1) for urban dust.

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  • LSIの電源端子電流モデルのEMIシミュレーションへの適用

    高山惠介, 木下智博, 松石拓也, 松永茂樹, 王志良, 豊田啓孝, 和田修己, 古賀隆治, 福本幸弘, 柴田修

    電子情報通信学会論文誌B   2003年

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  • 黄砂の観測を目的としたインターネットシステム上のレーザレーダ運用

    古賀隆治, 五百旗頭健吾, 伊藤嘉則, 白川紘之, 豊田啓孝, 和田修己

    計測自動制御学会中国支部学術講演会論文集   12th   2003年

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  • レーザーレーダーシステムの受信望遠鏡における矩形視野絞りの効果

    後藤 孝規, 五百旗頭 健吾, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   102 ( 448 )   73 - 78   2002年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    Mie散乱を利用するレーザーレーダーシステムへの矩形視野絞り導入を検討した。従来の円形視野絞りに比べ、矩形視野絞りは多重散乱および背景光の低減が期待できる。結果として、測定結果の物理的解釈および信号対雑音比についての信頼性が高まると考えている。ここでは矩形視野絞りによる多重散乱光および背景光低減の効果を計算により求め、さらに矩形視野絞りを実際にシステムに組み込んで観測を行い、その効果について検討した結果を述べる。

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  • 複数の伝搬経路を有する光機能デバイスの経路伝搬時間を考慮した時間応答解析

    一馬 聡, 豊田 啓孝, Syarif Hidayat Iip, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   102 ( 448 )   67 - 72   2002年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    光機能デバイスの研究・開発が進み、複数の伝搬経路を持つ光機能デバイスが種々研究されている。我々は複数経路を持つ光機能デバイスとして2重リング型光共振器の特性解析を行っている。これは2重リング構造をとっているため、内側リング導波路と外側リング導波路間の光路差のため伝搬時間に差が生じる。このような光路差により生じる伝搬遅延時間を考慮した解析手法を提案し、検討を行ったので報告する。この計算手法の妥当性を検討するため、これまで用いてきた信号流れ図手法との計算結果と比較した。その結果、定常状態解析において計算結果がほぼ一致することを確認し、手法の妥当性を確かめた。また、この計算手法を用いて変調器の解析も行えることを示した。

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  • IC電源系モデリングのためのドライバ負荷依存特性の検討

    木下 智博, 大坂 英樹, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   102 ( 25 )   25 - 30   2002年4月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    筆者らが提案したデジタルプリント回路基板のEMIシミュレーションのためのデバイスマクロモデルについて議論する.CMOS-IC/LSIの電源系高周波電流を表すモデルをI/O部を含む電源系モデルに拡張するために,内部インピーダンスおよび電源電流の負荷依存性を実測結果に基づき議論する.まず電源/グランド間インピーダンスについて,出力HiおよびLowの状態ごとに負荷容量依存性の違いを示した.次に,出力立ち上がり位ち下がり時の電源電流スペクトルの負荷容量依存性は,出力HiおよびLow状態のインピーダンスに対応していることを述べた.さらに,入力信号のDuty比による電流の変化は見かけのインピーダンス変化と直接の相関がないことを示した.

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  • Experimental Verification of Common-Mode Excitation Model for PCB Having Partially Narrow Return Path

    Tetsushi Watanabe, Osami Wada, Ryuji Koga, Yoshitaka Toyota, Takuya Miyashita

    MEMOIRS OF THE FACULTY OF ENGINEERING, OKAYAMA UNIVERSITY   36 ( 2 )   83 - 89   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Faculty of Engineering, Okayama University  

    Suppression of common-mode current is important to achieve electromagnetic compatibility of high-speed and high-density electronic circuits. The authors have focused on the common mode current flowing on a printed circuit board (PCB) to explain the excitation mechanism. A narrow ground pattern in microstrip structure excites common-mode current. In the previous paper, the authors explained the mechanism of common mode generation by means of "current division factor" for simple PCBs. The estimated radiation from a simple PCB agreed well with measured one. In this paper, the authors extend the theory to be applied to generalize ground structure. The validity of the theory is confirmed by comparing the measured radiation and the estimated value using the common-mode model for a test PCB. The estimated radiation agrees well with the measured one within 3 dB up to 900 MHz.

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  • Application of segmentation method to analysis of power/ground plane resonance in multilayer PCBs

    ZL Wang, O Wada, Y Toyota, R Koga

    2002 3RD INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY   775 - 778   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The fast algorithm developed for calculating the resonant characteristics of the power/ground planes in multilayer PCBs, is extented to the case of that the pattern of the power/ground planes consists of several "segments" of rectangles, using the so-called sec,mentation method. Good agreements between the calculated and measured results have demonstrated the usefulness and accuracy of our fast algorithm and the segmantation method.

    DOI: 10.1109/ELMAGC.2002.1177545

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  • Application of Transfer Matrix Method with Signal Flow-Chart to Analyze OpticalMulti-Path Ring-Resonator

    Iip Syarif Hidayat, Yoshitaka Toyota, Osamu Torigoe, Osami Wada, Ryuji Koga

    MEMOIRS OF THE FACULTY OF ENGINEERING, OKAYAMA UNIVERSITY   36 ( 2 )   73 - 82   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Faculty of Engineering, Okayama University  

    A multi-path ring-resonator (MPRR) was proposed to extend FSR of ring resonator. However, it is complicated to analyze the MPRR by using well-known analysis techniques such as scattering matrix or other numerical methods. This paper describes procedure for deriving transfer matrix by means of signal flow-chart to analyze the MPRR. We do not need complicated calculation for steady state analysis because transfer matrix elements are formulated clearly. As a result, The calcultaion time in this method can be reduced 1/3 to 1/20 times compared with using scattering matirx method. Furthermore, a transmittance characteristics of the MPRR at FSR extension-factor of 10 will also be shown. This suggests that analysis of other types of the MPRR by using this method can be performed simply and take a shorter time.

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  • Analytical simulation of radiated emission from power bus noise on PCB with linear macro-model of IC/LSI

    Osami Wada, Zhi Liang Wang, Yukihiro Fukumoto, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    XXVIth General Assembly of the International Union of Radio Science(URSI)   2002年

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  • Analysis of Cascade Microring-Resonator Type of Interleave Filter

    Iip Syarif Hidayat, Yoshitaka Toyota, Osami Wada, Ryuji Koga

    Asia-Pacific Conference on Communications (APCC 2002)   2002年

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  • Estimation of common-mode EMI caused by a signal line in the vicinity of ground edge on a PCB

    T Watanabe, O Wada, Y Toyota, R Koga

    2002 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1 AND 2, SYMPOSIUM RECORD   113 - 118   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    The authors have developed an estimation method of common mode radiation from a PCB. A parameter named 'current division factor' explains a generation mechanism of the common mode. Rigorous analysis, instead of rough approximation, is required to calculate the factor for an asymmetric structure. A 2-dimentional static electric field analysis by the boundary, element method (BEM) is applied to this calculation, which requires less time than 3-dimentional simulations. EMI increases when the signal line comes close to the edge of ground pattern. The effect is evaluated with the simulation of the factor. The estimation agrees well with measurement within 1 dB.

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  • Radiated emission analysis of power bus noise by using a power current model of an LSI

    Y Fukumoto, O Shibata, K Takayama, T Kinoshita, ZL Wang, Y Toyota, O Wada, R Koga

    2002 IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY, VOLS 1 AND 2, SYMPOSIUM RECORD   1037 - 1042   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    In this paper a power current model of an LSI, which was proposed at the last Symposium [5][6], was used for analysis of radiated emissions. The simulated radiation noise was compared with measurements by using an evaluation module that emulates an LSI. The simulation results showed good agreement with the measurement results. The effects of adding an internal decoupling capacitance and/or internal decoupling inductance to an LSI were also evaluated.

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  • Pulse Timing Control of Multiple Signal Interconnections for Reduction of EMI

    Akihiro NAMBA, Yoshitaka TOYOTA, Osami WADA, Ryuji KOGA

    MEMOIRS OF THE FACULTY OF ENGINEERING, OKAYAMA UNIVERSITY   37 ( 1 )   51 - 60   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Faculty of Engineering, Okayama University  

    This paper presents pulse timing control method to reduce electromagnetic emission from multiple signal interconnections. Pulse timing control gives intentional skew between signals. Higher order harmonics are canceled because of the difference of the phase between the signals. Using this property, pulse timing control can reduce the EMI in wide frequency range. In this paper, we show that radiated electromagnetic field from multiple signal lines reduces its intensity to the same level of the field from one line by using pulse timing control. The result of measurementshows that EMI from four differential transmission lines can be reduced more than 9 dB in the 200 MHz to 800 MHz frequency range.

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  • 岡山・福山における偏光ライダーによる対流圏同時観測

    五百旗頭健吾, 香川直己, 豊田啓孝, 和田修己, 古賀隆治

    応用物理学会学術講演会講演予稿集   63rd ( 3 )   2002年

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  • FSR拡大のための2重リング構造光リング共振器の特性解析

    豊田 啓孝, Hidayat Iip Syarif, 鳥越 収, 一馬 聡, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   101 ( 504 )   37 - 42   2001年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    光リング共振器は一定間隔のFSRを持つことから、WDMシステム用合分波器としての利用が考えられる。WDMでは、合分波器が加えたり、取り出したりする波長数は帯域内で1でなければならない。光リング共振器のFSRはリング径と逆比例の関係にあるため広いFSRには小さなリング径が必要であるが、反対に放射損が増大する。そこで、2重リング構造を採用することでこの問題解決を試みた。解析には伝達行列と信号流れ図手法を用い、計算の簡単化を行った。外部との入出力位置を変えて計算を行った結果、元の20倍の4THz以上までFSRを拡大することができた。さらに実デバイスとして、内側リングと外側リングに一つずつ入出力導波路が存在する混在型が有効であることを示した。

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  • A simple method for measuring the relative permittivity of printed circuit board materials

    A Namba, S Wada, Y Toyota, Y Fukumoto, ZL Wang, R Koga, T Miyashita, T Watanabe

    IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY   43 ( 4 )   515 - 519   2001年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC  

    This paper presents a simple method to measure the relative permittivity of glass-epoxy printed circuit boards (PCBS). In this method, relative permittivity as a function of frequency is measured using an actual PCB. In order to estimate relative permittivity, the reflection coefficient is measured with a network analyzer. Relative permittivity is calculated by observing the frequencies of the resonant cavity modes. We show that the relative permittivity of a FR-4 sample decreases from 4.3 to 4.2 at frequencies from 300 MHz to 2 GHz.

    DOI: 10.1109/15.974630

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  • Power current model of LSI/IC containing equivalent internal impedance for EMI analysis of digital circuits

    Y Fukumoto, Y Takahata, O Wada, Y Toyota, T Miyashita, R Koga

    IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS   E84B ( 11 )   3041 - 3049   2001年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEICE-INST ELECTRONICS INFORMATION COMMUNICATIONS ENG  

    This paper investigates a device model of the power current used for an LSI/IC. The model is proposed to analyze the power bus noise in digital circuit boards. This model is defined in the frequency domain and constructed with an equivalent internal impedance and an equivalent internal current source. Accordingly, the output current of the model is affected by power bus impedance, such as the capacitance of bypass capacitors and the parasitic inductance of power bus wiring. Therefore, the model is useful for analyzing the effectiveness of bypass capacitors and power bus wiring. The structure of equivalent internal impedance for a simple logic IC, such as 74HCXX, can be represented as an RLC series circuit. These parameters are identified by applying the least square method. To demonstrate the validity of the model, an experimental study was conducted. As a result, it was shown that the output current of the model corresponds to the measured current under a variety of power bus impedance levels within 6 dB.

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  • 2重リング共振器構造をもつインターリーバの特性解析

    ヒダヤット イイップ シャリフ, 大西 学, 一馬 聡, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2001 ( 1 )   156 - 156   2001年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • C-3-5 ピルボックス型光変調器における振幅増大変調パルスの生成とスペクトル解析

    一馬 聡, ヒダヤット イイップ シャリフ, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会ソサイエティ大会講演論文集   2001 ( 1 )   115 - 115   2001年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • LSIの電源系EMC設計のためのシミュレーション

    高山 惠介, 木下 智博, 松永 茂樹, 王 志良, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治, 福本 幸弘, 柴田 修

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   101 ( 178 )   73 - 78   2001年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ディジタル基板の電磁放射ノイズの主原因の一つに、IC/LSIの電源端子を流れる高周波電流がある。筆者らはこれまでにIC/LSIの電源端子から流れ出す高周波電流のモデルを提案してきた。電源系ノイズを抑制する手法として、LSI内部に高周波電流を供給するバイパスコンデンサや外部への高周波電流の流出を抑制するデカップリングインダクタンスを付加する方法がある。本稿では筆者らが提案したモデルを用いて電源端子電流が低減できることを示すと同時にそのメカニズムを示す。さらに、EMIのシミュレーションと測定値の比較を行い、内部デカップリングした場合のEMI抑制効果について検証する。

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  • Stable inversion method for a polarized-lidar:analysis and simulation

    He Wei, Ryuji Koga, Kengo Iokibe, Osami Wada, Yoshitaka Toyota

    J. Opt. Soc. Am. A, Opt. Image Sci. Vis.   18 ( 2 )   392 - 398   2001年2月

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    記述言語:英語  

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  • ピルボックス型光変調器におけるパルス生成解析

    豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. OPE, 光エレクトロニクス   100 ( 590 )   1 - 6   2001年1月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ピルボックス型光変調器に与える変調信号の周波数を増加させていくと、入力のCW光の振幅よりも大きな振幅のパルスを生成することが判明した。変調出力のパルス振幅が入力CW光の振幅を超えるような変調であるため、我々はこれを振幅増大変調と呼んでいる。今回、ピルボックス型光変調器における振幅増大変調の原理の解明、出力振幅の理論上の最大値、並びにそれを与える変調信号の導出、そして、CW光を入力した場合の正弦波変調、三角パルス変調時の出力波形の解析を行った。その結果、無変調時の直接光と結合光の逆相関係を、変調によって結合光の位相をπ(の奇数倍)だけずらし同相にすることで、ピルボックス型変調器の出力光は、入力CW光の最大で9倍の大きさのピークをもつパルスとなることを明らかにした。

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  • Depolarization Properties of Asian Dust(Kosa)Measured in 1998-2000 at Okayama, Japan

    He Wei, Ryuji Koga, Kengo Iokibe, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Naoki Kagawa

    SPIE   4153   559 - 566   2001年

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  • Power current model of LSI and parameter identification for EMI simulation of digital PCBs

    Y Fukumoto, T Matsuishi, T Kinoshita, O Wada, Y Toyota, R Koga

    2001 IEEE EMC INTERNATIONAL SYMPOSIUM, VOLS 1 AND 2   1185 - 1190   2001年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:IEEE  

    A power current model of LSIs for EMI simulation of digital printed circuit boards, and a parameter identification method based on the model are presented. The model consists of equivalent internal impedance and an equivalent internal current source. The equivalent internal impedance is obtained by measuring the impedance between the power and ground terminal of an LSI by means of an impedance analyzer, and an equivalent internal source is obtained from the measured current through the power terminal under the conditions of known external impedance. Furthermore, it is shown that simulation results generated using this model have good agreement with the results of measurements made under a range of external impedances.

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  • Reduction of Q-factor of resonance in power/ground planes of multilayer PCBs by using resistive metal films

    Zhi Liang Wang, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Trans. Inst. Electr. Eng. Jpn. A   2001年

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  • 多層PCB上のパスコンによる局所的デカップリング効果 : 解析的手法による高速計算

    和田 修己, 王 志良, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   100 ( 510 )   85 - 90   2000年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    プリント回路基板(PCB)上のディジタル回路素子は高速スイッチングノイズを発生させ、これがグランドバウンスやEMIの原因となる。本稿ではこのノイズの低減に使用されるバイパスコンデンサ(パスコン)の効果を、多層PCBの電源・グランド面共振について解析的手法により定量評価した。電源・グランド面を多ポートのインピーダンス行列で表し、パスコンの集中定数モデルを組み合わせて、共振の励振効率を入力インピーダンスで評価した。その結果、励振源に近接したパスコンの局所的デカップリング効果は両者の間隔により決定され、1個の近接パスコンの局所的デカップリング効果が励振効率低減を支配することが定量的に示された。

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  • 多層基板の電源・グランド層間インピーダンス共振特性の解析 : 速度・精度の向上

    王 志良, 和田 修己, 豊田 啓孝, 古賀 隆治

    電気学会研究会資料. : The Papers of Technical Meeting on Electromagnetic Theory, IEE Japan. EMT, 電磁界理論研究会   2000 ( 65 )   17 - 23   2000年10月

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  • LSI電源端子電流モデルの簡易決定手法

    福本 幸弘, 松石 拓也, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    電子情報通信学会技術研究報告. EMCJ, 環境電磁工学   100 ( 207 )   49 - 54   2000年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

    ディジタル基板の電源系ノイズをシミュレートするためには, そのノイズ供給源であるIC/LSIの電源端子から流れ出す高周波電流のモデルが必要である.本稿では, IC/LSIの電源グラウンド間に等価内部インピーダンスと等価内部電流源を有するモデルを提案し, その内部パラメータの同定方法について述べる.このモデルの特長は, バイパスコンデンサや基板上の電源配線のインピーダンスの影響を考慮したIC/LSIの電源端子電流を表現できることにある.等価内部インピーダンスの値はインピーダンスアナライザで求めることができ, 等価内部電流源は外部インピーダンスと測定電流から導出することができる.更に, さまざまな外部インピーダンスのもとで, 本モデルを用いて計算した電源端子電流が実測値とよく一致することを示す.

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  • Power decoupling circuit for modeling and measurement of EMC characteristics of IC/LSI

    R Koga, O Wada, Y Toyota, T Miyashita, Y Fukumoto, A Namba, Y Takahata, N Kagawa

    ASIA-PACIFIC CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL ELECTROMAGNETICS: CEEM'2000, PROCEEDINGS   444 - 448   2000年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:PUBLISHING HOUSE BEIJING UNIV POSTS & TELECOMMUNICATIONS  

    DOI: 10.1109/CEEM.2000.853983

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  • Reducing Q-factors of Resonances in Power/Ground Planes of Multilayer PCBs by Using Resistive Metallic Layers

    Zhi Liang Wang, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga

    Proceedings of the 2000 Japan-China Joint Meeting on Optical Fiber Science and Electromagnetic Theory (OFSET) 2000   2000年

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  • Observation of Kosa with Mie Lidar at Okayama in the Spring of 2000

    Ryuji Koga, Kengo Iokibe, He Wei, Osami Wada, Yoshitaka Toyota, Naoki Kagawa

    The Proceedings of Asian Lidar Observation Network Conference 2000   2000年

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  • Power Current Model of Digital IC with Internal Impedance for Power Decoupling Simulation

    Osami Wada, Yasuo Takahata, Yoshitaka Toyota, Ryuji Koga, Takuya Miyashita, Yukihiro Fukumoto

    4th European Symposium on Electromagnetic Compatibility Proceedings   2000年

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  • Depolarization properties of Asian dust (KOSA) measured by LIDAR in Okayama in the spring of 1998

    He Wei, Ryuji Koga, Kengo Iokibe, Osami Wada, Yoshitaka Toyota

    Memoirs of the Faculty of Engineering, Okayama University   34 ( 1 )   27 - 37   2000年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Faculty of Engineering, Okayama University  

    In spring of 1998, Asian dust was observed with a Mie LIDAR in Okayama University, which can measure depolarization ratio. Three events of intense Asian dust were occurred in the period and medially detailed structure of atmosphere was found after examining records. Asian dust was distinguished from water droplets and the possibility to study three dimensional dynamic structure of atmosphere were demonstrated.

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  • ピルボックス型光変調器における振幅増大変調によるパルス生成

    須賀邦博, 繁 英樹, 豊田 啓孝, 和田 修己, 古賀 隆治

    1999信学総大   311 - 311   1999年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人電子情報通信学会  

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  • Yield Measurement of Secondary Electrons Emitted from Silicon Dioxide Film in Negative-Ion Bombardment

    Toyota Yoshitaka, Tsuji Hiroshi, Gotoh Yasuhito, Ishikawa Junzo

    Japanese journal of applied physics. Pt. 1, Regular papers & short notes   35 ( 9 )   4785 - 4788   1996年9月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Publication Office, Japanese Journal of Applied Physics, Faculty of Science, University of Tokyo  

    The yield of secondary electrons emitted from insulating materials subjected to negative-ion bombardment was studied. In general, such measurements for insulating materials are difficult because surface charging due to ion implantation makes the apparent yield unity. We used silicon dioxide (SiO2) film and a small ion current for the yield measurements. As a result, charge compensation due to the leakage current minimized the surface charging and the true yield was obtained. The experimental results showed that secondary electrons emitted due to negative-ion bombardment consist of electrons due to both kinetic emission and detachment from negative ions. In addition, it was found that the yield depends on the ion species. It was concluded that the same tendencies as those for negative-ion-implanted conductive materials are observed.

    DOI: 10.1143/JJAP.35.4785

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  • Fundamental study on powder-scattering in positive- and negative-ion implantation into powder materials

    Hiroshi Tsuji, Junzo Ishikawa, Hajime Itoh, Yoshitaka Toyota, Yasuhito Gotoh

    Applied Surface Science   100-101   342 - 346   1996年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Elsevier  

    The scattering of powder particles is caused by charging in the ion implantation of positive ions into dielectric powders without a charge compensation, this makes dose control difficult. We have studied the particle-scattering phenomenon in ion implantation into spherical powders both theoretically and experimentally. Taking into account Coulomb force, Van der Waals force and a gravity working on a sphere, the force balance equation was driven to give the threshold charging voltage above which the charged sphere begins to be scattered. In positive-argon-ion implantation into three oxide powders at an average size of 5, 115 and 425 μm, particle-scattering was observed above each ion-acceleration voltage (i.e., charging voltage) of 6.5, 1.0 and 2.7 kV, respectively. These voltages were in good agreement with the predicted threshold charging voltages. Conversely, in the negative-carbon-ion implantation, on the contrary, there was no scattering for all samples even at an ion acceleration voltage of 20 kV. The negative-ion implantation technique was found to be a non-scattering implantation method for powders.

    DOI: 10.1016/0169-4332(96)00238-3

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  • Fundamental study on powder-scattering in positive- and negative-ion implantation into powder materials

    Hiroshi Tsuji, Junzo Ishikawa, Hajime Itoh, Yoshitaka Toyota, Yasuhito Gotoh

    Applied Surface Science   100-101   342 - 346   1996年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Elsevier  

    The scattering of powder particles is caused by charging in the ion implantation of positive ions into dielectric powders without a charge compensation, this makes dose control difficult. We have studied the particle-scattering phenomenon in ion implantation into spherical powders both theoretically and experimentally. Taking into account Coulomb force, Van der Waals force and a gravity working on a sphere, the force balance equation was driven to give the threshold charging voltage above which the charged sphere begins to be scattered. In positive-argon-ion implantation into three oxide powders at an average size of 5, 115 and 425 μm, particle-scattering was observed above each ion-acceleration voltage (i.e., charging voltage) of 6.5, 1.0 and 2.7 kV, respectively. These voltages were in good agreement with the predicted threshold charging voltages. Conversely, in the negative-carbon-ion implantation, on the contrary, there was no scattering for all samples even at an ion acceleration voltage of 20 kV. The negative-ion implantation technique was found to be a non-scattering implantation method for powders.

    DOI: 10.1016/0169-4332(96)00238-3

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  • Charging phenomenon of insulators in negative-ion implantation

    Yoshitaka Toyota, Hiroshi Tsuji, Shoji Nagumo, Yasuhito Gotoh, Junzo Ishikawa

    Applied Surface Science   100-101   360 - 364   1996年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Elsevier  

    The energy distribution of secondary electrons emitted from an insulator during negative-ion implantation was measured. According to secondary-electron-energy analysis, the charging voltage of insulator was estimated from the measured energy distribution. The experimental results in negative-carbon-ion implantation showed that the charging voltages of a quartz glass plate and a photoresist film on silicon substrate are several negative volts in the energy range from 5 to 35 keV and decrease gradually with increasing ion energy. The low negative charging voltage of insulator and the most probable energy of the secondary-electron energy distribution during negative-ion implantation are discussed using a charging model based on an electric double layer.

    DOI: 10.1016/0169-4332(96)00242-5

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  • Charging phenomenon of insulators in negative-ion implantation

    Yoshitaka Toyota, Hiroshi Tsuji, Shoji Nagumo, Yasuhito Gotoh, Junzo Ishikawa

    Applied Surface Science   100-101   360 - 364   1996年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Elsevier  

    The energy distribution of secondary electrons emitted from an insulator during negative-ion implantation was measured. According to secondary-electron-energy analysis, the charging voltage of insulator was estimated from the measured energy distribution. The experimental results in negative-carbon-ion implantation showed that the charging voltages of a quartz glass plate and a photoresist film on silicon substrate are several negative volts in the energy range from 5 to 35 keV and decrease gradually with increasing ion energy. The low negative charging voltage of insulator and the most probable energy of the secondary-electron energy distribution during negative-ion implantation are discussed using a charging model based on an electric double layer.

    DOI: 10.1016/0169-4332(96)00242-5

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  • Yield measurement of secondary electrons emitted from silicon dioxide film in negative-ion bombardment

    Y. Toyota, H. Tsuji, Y. Gotoh, J. Ishikawa

    Japanese Journal of Applied Physics   35 ( 9A )   4785 - 4788   1996年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:公益社団法人 応用物理学会  

    The yield of secondary electrons emitted from insulating materials subjected to negative-ion bombardment was studied. In general, such measurements for insulating materials are difficult because surface charging due to ion implantation makes the apparent yield unity. We used silicon dioxide (SiO2) film and a small ion current for the yield measurements. As a result, charge compensation due to the leakage current minimized the surface charging and the true yield was obtained. The experimental results showed that secondary electrons emitted due to negative-ion bombardment consist of electrons due to both kinetic emission and detachment from negative ions. In addition, it was found that the yield depends on the ion species. It was concluded that the same tendencies as those for negative-ion-implanted conductive materials are observed.

    DOI: 10.1143/JJAP.35.4785

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  • 高周波プラズマスパッタ型負重イオン源におけるSF_6からのフッ素負イオン引き出し

    辻 博司, 富田 哲生, 豊田 啓孝, 後藤 康仁, 石川 順三

    真空   38 ( 9 )   769 - 769   1995年9月

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  • Negative-ion implantation technique

    Junzo Ishikawa, Hiroshi Tsuji, Yoshitaka Toyota, Yasuhito Gotoh, Koji Matsuda, Masayasu Tanjyo, Shigeki Sakai

    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B   96 ( 1-2 )   7 - 12   1995年3月

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    記述言語:英語  

    Negative-ion implantation is a promising technique for charging-free implantation for the forthcoming ULSI fabrication, in which the water charging by positive-ion implantation will become a troublesome problem even with an electron shower. The negative-ion implantation technique remarkably ameliorates such a charging problem since the incoming negative charge of implanted negative ions is easily balanced by the outgoing negative charge of a part of secondary electrons. Thus, the surface charging voltage is maintained to within about ± 10 V for isolated conducting materials and insulators, and is free from space and time fluctuations. A high-current negative-ion source and a medium current negative-ion implanter developed for this technique are described with the design concepts. In addition, the fundamental measurements of interactions between the negative-ion beam and the gas/solid are also described. © 1995.

    DOI: 10.1016/0168-583X(94)00444-7

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  • The charging mechanism of insulated electrode in negative-ion implantation

    Shigeki Sakai, Yasuhito Gotoh, Hiroshi Tsuji, Yoshitaka Toyota, Junzo Ishikawa, Masayasu Tanjyo, Koji Matsuda

    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B   96 ( 1-2 )   43 - 47   1995年3月

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    記述言語:英語  

    The wafer charging during ion implantation is a serious problem with greater levels of circuit integration in semiconductor device fibracations. Positive charges are accumulated on insulated electrodes or insulators and cause dielectric breakdown if there is no compensation of charging. Ion implantation with negative ions is one of the hopeful techniques to solve this problem. Since an incident ion is a negative charge, an incoming negative charge and an outgoing negative charge of secondary electrons will achieve electrical equilibrium on the insulated electrode. Therefore the charging voltage is extremely low because of this electrical equilibrium. We have measured the charging voltage at several energies of negative ions and also simulated the charging voltage with varying secondary-electron emission factor. We have found that the charging voltage depends on the secondary-electron emission factor. © 1995.

    DOI: 10.1016/0168-583X(94)00451-X

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  • The charging mechanism of insulated electrode in negative-ion implantation

    Shigeki Sakai, Yasuhito Gotoh, Hiroshi Tsuji, Yoshitaka Toyota, Junzo Ishikawa, Masayasu Tanjyo, Koji Matsuda

    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B   96 ( 1-2 )   43 - 47   1995年3月

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    記述言語:英語  

    The wafer charging during ion implantation is a serious problem with greater levels of circuit integration in semiconductor device fibracations. Positive charges are accumulated on insulated electrodes or insulators and cause dielectric breakdown if there is no compensation of charging. Ion implantation with negative ions is one of the hopeful techniques to solve this problem. Since an incident ion is a negative charge, an incoming negative charge and an outgoing negative charge of secondary electrons will achieve electrical equilibrium on the insulated electrode. Therefore the charging voltage is extremely low because of this electrical equilibrium. We have measured the charging voltage at several energies of negative ions and also simulated the charging voltage with varying secondary-electron emission factor. We have found that the charging voltage depends on the secondary-electron emission factor. © 1995.

    DOI: 10.1016/0168-583X(94)00451-X

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  • Negative-ion implantation technique

    Junzo Ishikawa, Hiroshi Tsuji, Yoshitaka Toyota, Yasuhito Gotoh, Koji Matsuda, Masayasu Tanjyo, Shigeki Sakai

    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B   96 ( 1-2 )   7 - 12   1995年3月

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    記述言語:英語  

    Negative-ion implantation is a promising technique for charging-free implantation for the forthcoming ULSI fabrication, in which the water charging by positive-ion implantation will become a troublesome problem even with an electron shower. The negative-ion implantation technique remarkably ameliorates such a charging problem since the incoming negative charge of implanted negative ions is easily balanced by the outgoing negative charge of a part of secondary electrons. Thus, the surface charging voltage is maintained to within about ± 10 V for isolated conducting materials and insulators, and is free from space and time fluctuations. A high-current negative-ion source and a medium current negative-ion implanter developed for this technique are described with the design concepts. In addition, the fundamental measurements of interactions between the negative-ion beam and the gas/solid are also described. © 1995.

    DOI: 10.1016/0168-583X(94)00444-7

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  • The charging mechanism of insulated electrode in negative-ion implantation

    Shigeki Sakai, Yasuhito Gotoh, Hiroshi Tsuji, Yoshitaka Toyota, Junzo Ishikawa, Masayasu Tanjyo, Koji Matsuda

    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B   96 ( 1-2 )   43 - 47   1995年3月

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    記述言語:英語  

    The wafer charging during ion implantation is a serious problem with greater levels of circuit integration in semiconductor device fibracations. Positive charges are accumulated on insulated electrodes or insulators and cause dielectric breakdown if there is no compensation of charging. Ion implantation with negative ions is one of the hopeful techniques to solve this problem. Since an incident ion is a negative charge, an incoming negative charge and an outgoing negative charge of secondary electrons will achieve electrical equilibrium on the insulated electrode. Therefore the charging voltage is extremely low because of this electrical equilibrium. We have measured the charging voltage at several energies of negative ions and also simulated the charging voltage with varying secondary-electron emission factor. We have found that the charging voltage depends on the secondary-electron emission factor. © 1995.

    DOI: 10.1016/0168-583X(94)00451-X

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  • Negative-ion implantation technique

    Junzo Ishikawa, Hiroshi Tsuji, Yoshitaka Toyota, Yasuhito Gotoh, Koji Matsuda, Masayasu Tanjyo, Shigeki Sakai

    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B   96 ( 1-2 )   7 - 12   1995年3月

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    記述言語:英語  

    Negative-ion implantation is a promising technique for charging-free implantation for the forthcoming ULSI fabrication, in which the water charging by positive-ion implantation will become a troublesome problem even with an electron shower. The negative-ion implantation technique remarkably ameliorates such a charging problem since the incoming negative charge of implanted negative ions is easily balanced by the outgoing negative charge of a part of secondary electrons. Thus, the surface charging voltage is maintained to within about ± 10 V for isolated conducting materials and insulators, and is free from space and time fluctuations. A high-current negative-ion source and a medium current negative-ion implanter developed for this technique are described with the design concepts. In addition, the fundamental measurements of interactions between the negative-ion beam and the gas/solid are also described. © 1995.

    DOI: 10.1016/0168-583X(94)00444-7

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  • イオン誘起二次電子分析による負イオン注入時のレジスト膜の帯電測定

    辻 博司, 南雲 正二, 豊田 啓孝, 酒井 滋樹, 後藤 康仁, 石川 順三

    真空   38 ( 3 )   221 - 223   1995年

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.3131/jvsj.38.221

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  • 負イオン注入における基板帯電モデルとその評価

    豊田 啓孝, 辻 博司, 南雲 正二, 酒井 滋樹, 後藤 康仁, 石川 順三, 松田 耕自

    真空   38 ( 3 )   224 - 227   1995年

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.3131/jvsj.38.224

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  • Energy distribution and yield measurement of secondary electrons to evaluate the equilibrium charging voltage of an isolated electrode during negative-ion implantation

    Yoshitaka Toyota, Hiroshi Tsuji, Yasuhito Gotoh, Junzo Ishikawa

    Japanese Journal of Applied Physics   34 ( 12 )   6487 - 6491   1995年

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    記述言語:英語  

    The negative-ion implantation method has the advantage that the charging voltage of an isolated electrode, or electrically insulated conductive material, stays as low as at most +10 V during implantation without any charge neutralization. The significant parameters, the energy distribution and the yield of secondary electrons in negative-ion implantation, have been measured in the energy range below 40 keV. The results show that the energy distribution, which is independent of ion energy in shape, has a low energy peak together with a long tail extending toward the high-energy region, and that the yield increases with ion energy. Furthermore, the equilibrium charging-voltage equation of an isolated electrode during negative-ion implantation is presented. The charging voltages estimated according to the equation are found to be in good agreement with those measured directly with a high-input-impedance voltmeter. It is also demonstrated that the charging voltage is proportional to the yield and to ion velocity in the linear region of the kinetic electron emission. © 1995 The Japan Society of Applied Physics.

    DOI: 10.1143/JJAP.34.6487

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  • 負イオン注入における絶縁した電極表面の帯電電位のイオン電流密度依存性

    辻 博司, 酒井 滋樹, 岡山 芳央, 豊田 啓孝, 後藤 康仁, 丹上 正安, 松田 耕自, 石川 順三

    真空   37 ( 3 )   135 - 138   1994年

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.3131/jvsj.37.135

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  • イオン誘起二次電子による負イオン注入時の絶縁物基板の帯電測定

    辻 博司, 豊田 啓孝, 南雲 正二, 後藤 康仁, 石川 順三, 酒井 滋樹, 丹上 正安, 松田 耕自

    真空   37 ( 3 )   139 - 142   1994年

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.3131/jvsj.37.139

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講演・口頭発表等

  • プリント回路基板における平行平板共振抑制のための損失を有する共振器型フィルタ 招待

    豊田啓孝, 金尾奨

    電気学会マグネティックス研究会  2022年11月10日 

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    開催年月日: 2022年11月10日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • ケーブルを含む EMI フィルタ内蔵ブラシモータにおけるセットベース設計で求めた回路定数範囲の妥当性評価

    増野彰人, 菅翔平, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2022年度(第73回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2022年10月22日 

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    開催年月日: 2022年10月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 対策設計を目的とした機械学習を用いたサイドチャネル攻撃における暗号情報漏洩タイミングの感度分析による特定

    坂上達哉, 日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2022年度(第73回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2022年10月22日 

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    開催年月日: 2022年10月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • M系列変調TDRにおける正弦波パルスを用いた検出感度向上の検討

    垣内隆志, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2022年度(第73回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2022年10月22日 

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    開催年月日: 2022年10月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 平衡度の異なるケーブル接続によるコモンモードの発生とそのコモンモードチョークコイルによる抑制の実験的検証

    木村直紀, 金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2022年度(第73回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2022年10月22日 

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    開催年月日: 2022年10月22日

    記述言語:日本語  

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  • 線形漏洩モデルに基づく高SNRの選択平文セットを用いた相関電力解析結果予測の検討

    日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)  2022年7月19日 

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    開催年月日: 2022年7月19日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ケーブルを含むブラシモータ回路におけるEMIフィルタのセットベース設計による素子定数範囲の決定

    菅翔平, XU Zhenhong, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)  2022年7月14日 

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    開催年月日: 2022年7月14日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光学式磁界センサを用いた交流磁界分布の画像化-誘導コイルの周辺磁界による回路特性の評価-

    田上周路, 田中拓充, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)  2022年6月3日 

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    開催年月日: 2022年6月3日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 線路の平衡度不整合に起因するモード変換の3次元電磁界解析と回路解析の連成解析による評価

    金尾奨, 岩崎浩明, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会技術研究報告(Web)  2022年4月15日 

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    開催年月日: 2022年4月15日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 光学式磁界センサを用いたコイルによる磁界吸収の画像化

    田中拓充, 田上周路, 豊田啓孝

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)  2022年 

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    開催年月日: 2022年3月22日 - 2022年3月26日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • PSD手法を用いたブラシモータ内蔵フィルタの定数決定

    中西隆太, 菅翔平, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)  2022年 

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    開催年月日: 2022年3月15日 - 2022年3月18日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • FPGA実装したAES回路の模擬スイッチング電流波形に基づくサイドチャネル情報漏洩帯域の考察

    下田洸平, 日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2022年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS 2022)  2022年1月21日 

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    開催年月日: 2022年1月18日 - 2022年1月21日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 動的FPGA電源電流のRTL解析に基づく電力解析攻撃への耐性予測

    日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2022年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS 2022)  2022年1月18日 

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    開催年月日: 2022年1月18日 - 2022年1月21日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ブラシモータの温度依存性を考慮したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波予測

    菅翔平, 上本篤志, 許振鴻, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会2021年ソサイエティ大会 

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    開催年月日: 2021年9月14日 - 2021年9月17日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 有線ネットワーク下のM系列変調TDRにおけるk近傍法を適用した異常位置検知

    亀山大樹, 安原朝陽, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会2021年ソサイエティ大会 

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    開催年月日: 2021年9月14日 - 2021年9月17日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ツイストペアケーブルからの不要放射評価

    五十嵐俊, 宮脇大輔, 山岸傑, 桑山一郎, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会総合大会 

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    開催年月日: 2021年3月9日 - 2021年3月12日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • サイドチャネル攻撃耐性設計を目的とした相関係数と波形数の関係式の検証

    竹﨑彬隼, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2020年暗号と情報セキュリティシンポジウム予稿集 

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    開催年月日: 2021年1月28日 - 2021年1月31日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ゴーストイメージングを用いた磁界分布の画像化

    田上周路*, 田中拓充*, 豊田啓孝(*高知工科大)

    レーザー学会学術講演会第41回年次大会, S03-18a-V-05 

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    開催年月日: 2021年1月18日 - 2021年1月20日

  • コモンモード放射シミュレーション用電流配分率算出のためのコネクタの簡易モデル構築

    豊田啓孝, 金尾奨, 佐田野勝水, 五百旗頭健吾

    第34回エレクトロニクス実装学会春季講演大会 

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    開催年月日: 2020年3月3日 - 2020年3月5日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • PSD手法を用いたビアレス・オープンスタブ型EBG構造の設計

    金尾奨, 奥山友貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2019年電子情報通信学会総合大会 

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    開催年月日: 2019年3月19日 - 2019年3月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 周期構造を有する隣接差動線路間のディファレンシャルモードクロストークの低減メカニズム

    王晨宇, 竹田大晃, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2019年電子情報通信学会総合大会 

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    開催年月日: 2019年3月19日 - 2019年3月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 差分電力解析におけるサイドチャネル波形のSNRと相関係数の関係式パラメータの実験による同定

    手嶋俊彰, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝, 矢野佑典

    暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2019) 

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    開催年月日: 2019年1月22日 - 2019年1月25日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 高密度配線で低クロストークを実現する周期構造差動線路の設計と評価

    竹内智哉, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    エレクトロニクス実装学会令和3年度第2回システム設計研究会  2021年12月17日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 配線の平衡度差に起因する不要電磁放射シミュレーション 招待

    豊田啓孝

    第27回EMC環境フォーラム EMC設計とシミュレーション  2021年11月26日 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • 損失を有する共振器型フィルタの平行平板共振抑制時における不要電磁放射の評価

    児玉秀平, 金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2021年度(第72回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2021年10月23日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 検出感度向上のためのM系列変調TDRにおける設定パラメータの検討-方形波パルスの場合-

    羽村花音, 亀山大樹, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2021年度(第72回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2021年10月23日 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • DC/DCコンバータのノイズ源等価回路モデルによる伝導妨害波予測の適用範囲の検討

    大原未緒, 張書奇, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2021年度(第72回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2021年10月23日 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ブラシモータの温度依存性を考慮したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波予測

    許振鴻, 菅翔平, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    2021年度(第72回)電気・情報関連学会中国支部連合大会  2021年10月23日 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 線路の不連続部におけるモード変換によるノイズ発生モデルとその評価 招待

    豊田啓孝

    ギガビット研究会第38回特別シンポジウム  2021年9月22日 

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    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

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  • ブラシモータを有する可動装置のEMI評価に向けたノイズ電流および不要電磁放射のモデル化の初期検討

    上本篤志, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2021年7月19日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 手戻りのないEMC性能レビュー実現のための配線の平衡度差に着目した電磁妨害波要因分析

    金尾奨, 川島渉, 五百旗頭健吾, 高津宏明, 野村毅, 辻本隆浩, 豊田啓孝

    エレクトロニクス実装学会令和3年度第1回システム設計研究会  2021年6月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 実機のサイドチャネル攻撃耐性評価を目的とした時間・周波数領域相関電力解析

    日室雅貴, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2021年4月16日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • DC/DCコンバータのターンオン・ターンオフに着目したノイズ源等価回路モデルのパラメータ同定と伝導妨害波の評価

    上松大志, 張書奇, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2020年12月11日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 暗号ICの電力解析攻撃耐性評価基板に対する要求仕様の検討 ~PDNの伝達インピーダンスの漏洩強度への寄与~

    菅智信, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会ハードウェアセキュリティ研究会  2020年10月26日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 高密度配線における非対称構造差動線路を用いたモード変換抑制

    竹内智哉, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2020年5月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • M系列変調TDRによる有線ネットワークのインピーダンス不連続点特定の基礎検討

    亀山大樹, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2020年5月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 電源系デカップリングによるサイドチャネル攻撃対策効果の伝達インピーダンスに基づく予測の試み

    五百旗頭健吾, 矢野佑典, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2020年1月17日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • AES暗号回路へのクロックグリッチを道いた故障利用攻撃に対する安全性評価手法の検討

    原成希, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会ハードウェアセキュリティ研究会  2019年12月6日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • ノイズ源振幅変調と相関解析による電磁妨害波源推定法のパワエレ回路への適用に向けた一検討

    川島渉, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2019年7月18日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • PSD手法における設計パラメータの正規化によるロバスト性の向上―ビアレス・オープンスタブ型EBG構造の場合―

    金尾奨, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2019年7月18日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • プリント回路基板からの不要電磁波放射のメカニズムと抑制手法 招待

    豊田啓孝

    ネクスト香川「EMC研究会」  2019年6月20日 

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

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  • ノイズ源等価回路モデルを用いたDC/DC コンバータにおける伝導妨害波電圧の予測精度向上に向けた検討

    上松大志, 大崎悠平, 矢野佑典, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2019年4月11日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 筋電義手からの不要電磁放射とその評価法の検討

    豊田啓孝

    ギガビット研究会第11回ウェアラブル分科会  2019年3月28日 

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    記述言語:日本語  

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  • DC/DCコンバータの2ポートノイズ源等価回路モデルにおけるパラメータ抽出の改善による予測精度向上

    大崎悠平, 矢野佑典, 上松大志, 五百旗頭健吾, 豊田啓孝

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2015年1月18日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 内部電流波形に基づくAES回路のサイドチャネル情報漏洩特性の考察

    2015年 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2015), 2F3-1  2015年 

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  • 筋電義手からの放射量評価法の検討

    ギガビット研究会第5回ウェアラブル分科会  2015年 

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  • フェライト膜の電気的特性を考慮した損失を有する共振器型フィルタの設計

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2015-86, pp.31-36  2015年 

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  • 1バイト誤りを起こす時間幅を統計的に表わすサンプル数の検討

    第7回ホットチャネルワークショップ  2015年 

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  • ノイズの発生とその対策

    京都地域スーパークラスタープログラム平成27年度「社会人パワーエレクトロニクス講座(応用編①)-EMC」  2015年 

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  • 差動線路の屈曲部における非対称テーパ導入による伝送特性改善効果の評価

    エレクトロニクス実装学会平成27年度第3回超高速・高周波エレクトロニクス実装研究会, Vol. 15, No. 3, pp.1-6  2015年 

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  • 電源系配線におけるモード変換位置へのコンデンサ実装によるコモンモードノイズ発生量の低減

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2015-9, pp.7-12  2015年 

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  • IC電源供給回路共振抑制を目的としたオンボードRLスナバの最適パラメータ検討

    2015年電子情報通信学会ソサイエティ大会, B-4-47, p. 260  2015年 

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  • 線路の不連続部におけるモード変換によるノイズ発生

    ギガビット研究会第17回特別シンポジウム  2015年 

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  • アルカリ金属のスピン偏極を用いた低周波電磁波計測の検討

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2015-15, pp.43-48  2015年 

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  • 高密度実装のための差動線路屈曲部における非対称テーパ付密結合屈曲構造の収納性向上

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2015-39, pp.49-54  2015年 

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  • 損失を有する共振器型フィルタの設計法の提案と検証

    第17回IEEE広島支部学生シンポジウム, A-26  2015年 

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  • 単純電力解析対策を目的としたRSA暗号回路のサイドチャネル波形分析

    第17回IEEE広島支部学生シンポジウム, A-71  2015年 

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  • サイドチャネル情報漏洩に寄与が大きいAES回路部の内部電流源に基づく検討

    第38回情報理論とその応用シンポジウム(SITA2015)予稿集, pp. 720-724  2015年 

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  • 平衡度の異なる線路接続位置へのキャパシタ実装によるコモンモードからノーマルモードへのモード変換抑制

    第17回IEEE広島支部学生シンポジウム, B-26  2015年 

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  • 永久磁石の静磁界を利用した光ポンピング原子磁気センサの交流磁界検出における測定条件の最適化

    第17回IEEE広島支部学生シンポジウム, B-30  2015年 

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  • ミアンダ配線を有するフェライト膜付プレーナ型EBG構造を搭載した実機によるノイズ抑制評価

    第29回エレクトロニクス実装学会春季講演大会, 17C3-4, pp. 319-322  2015年 

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  • 筋電義手からの放射量評価法の検討

    ギガビット研究会筋電義手分科会第4回研究会  2015年 

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  • 電源-グラウンド層間のノイズ低減のためのビアレス・オープンスタブ型EBG構造の提案

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2014-95, pp.57-62  2015年 

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  • 差動線路の信号品質に与えるコモンモード特性インピーダンスの影響評価

    電子情報通信学会総合大会, B-4-63  2015年 

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  • AES暗号回路における致命的なクロックグリッチ注入タイミングの測定

    第6回ホットチャネルワークショップ  2015年 

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  • 電力変換回路の伝導妨害波予測を目的とした線形等価回路モデルの検討―スイッチング周波数変動影響の考察―

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2015-5, pp.19-24  2015年 

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  • 差分フォルト解析においてクリティカルなグリッチ注入タイミングの測定

    2015年 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2015), 3A3-3  2015年 

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  • 電磁バンドギャップ(EBG)の原理とノイズ伝搬抑制への応用

    2014エレクトロニクス実装学会最先端実装技術シンポジウム  2014年 

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  • 線路の平衡度から⾒たノイズ発⽣と対策

    第56回STARCアドバンストセミナー(ノイズEMC対策技術(1))  2014年 

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  • 回路基板の多線条配線における諸問題の評価と展開

    ギガビット研究会 筋電義手分科会第3回研究会  2014年 

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  • ノーマル・コモン両モード間のモード変換を考慮したコモンモードアンテナモデルによる不要電磁放射シミュレーション

    電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会, EST2014-6, pp.29-34  2014年 

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  • 内部等価電流源に基づくAES 暗号回路の情報漏洩源としての挙動分析

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2014-26, pp.13-18  2014年 

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  • オンボードRLスナバの実装位置によるPDN共振抑制効果の検証

    平成26年度(第65回)電気・情報関連学会中国支部連合大会, p.351  2014年 

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  • モデル定数の合理性向上を目的としたIH調理器の伝導妨害波予測モデル同定実験の改良

    第16回IEEE広島支部学生シンポジウム, B-14  2014年 

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  • グラウンド面からの高さを変えた場合の差動線路の屈曲部におけるモード変換量のモード等価回路による評価

    平成26年度(第65回)電気・情報関連学会中国支部連合大会, p.351  2014年 

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  • 電子機器への妨害波注入における電源ケーブルのコモンモード電圧とICコア電圧に発生するノイズとの関係

    平成26年度(第65回)電気・情報関連学会中国支部連合大会, p.115  2014年 

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  • 差動線路屈曲部における非対称テーパ付密結合屈曲構造の作製とモード変換抑制の評価

    電子情報通信学会2014年ソサイエティ大会, B-4-42, p. 269  2014年 

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  • 内部等価電流源に基づく相関電力解析におけるAES暗号回路の情報漏洩源分析

    第16回IEEE広島支部学生シンポジウム, A-14  2014年 

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  • ディジタルICのPDN共振を抑制するオンボードRLスナバの実装位置自由度の検討

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2014-81, pp.69-74  2014年 

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  • 差動線路の屈曲部におけるモード変換抑制のための非対称テーパ付密結合屈曲構造の提案

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2013-116, pp.27-32  2014年 

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  • フェライト膜付プレーナEBG構造の実用化のための検討

    第28回エレクトロニクス実装学会春季講演大会, 5A-12, pp.43-46  2014年 

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  • 電源線から侵入した外乱に起因するクロックグリッチによるFPGA誤動作事例

    第28回エレクトロニクス実装学会春季講演大会, 5A-19, pp.63-66  2014年 

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  • フェライト膜付プレーナEBG構造のミアンダ配線を用いた小型化

    エレクトロニクス実装学会 超高速・高周波エレクトロニクス実装研究会 平成25年度第4回公開研究会, pp. 1-4  2014年 

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  • 暗号ICの安全評価用標準プリント基板の開発

    第18回岡山リサーチパーク研究・展示発表会  2014年 

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  • 故障利用攻撃を目的とした電源線からAES回路へのパルス注入実験

    第31回 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2014), 3A1-3  2014年 

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  • AES回路の等価電流源に基づくハミング距離漏えいモデルの検討

    第31回 暗号と情報セキュリティシンポジウム(SCIS2014), 3A2-2  2014年 

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  • 電源ケーブルからICへ侵入する外来妨害波の注入方法による比較

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2014-22, pp.31-36  2014年 

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  • フェライト薄膜とオープンスタブからなる損失を有する共振器型フィルタの作製と評価

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2014-27, pp.7-12  2014年 

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  • 電源ケーブルへのバーストパルス注入による故障発生の検討

    第5回ホットチャネルワークショップ  2014年 

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  • 暗号機器のサイドチャネル攻撃に対する安全設計に関する研究開発

    ICTイノベーションフォーラム2014  2014年 

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  • モード変換抑制のための電源系配線へのコンデンサ実装位置の検討

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会, EMCJ2014-32, pp.5-10  2014年 

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  • ガードトレースへの周期構造導入によるコモンモード放射抑制と信号品質維持の両立

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2013年 

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  • コモンモードおよびノーマルモードのアンテナモデルを用いた全EMI放射の定量予測

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2013年 

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  • サイドチャネル攻撃予測のための暗号FPGAの等価電流源同定

    電子情報通信学会2013年総合大会  2013年 

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  • プリント基板レベルでの相関電力解析に対する安全性予測

    2013年暗号と情報セキュリティシンポジウム  2013年 

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  • 平衡・不平衡線路におけるグラウンドとEMC

    第27回エレクトロニクス実装学会春季講演大会  2013年 

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  • EMCマクロモデルの暗号機器へのサイドチャネル攻撃に対する安全性予測への適用

    第27回エレクトロニクス実装学会春季講演大会  2013年 

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  • 線路の平衡度および電圧反射係数とモード変換の関係の一考察

    電子情報通信学会2013年総合大会  2013年 

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  • 平行平板共振抑制のためのEBG構造とフェライト膜を組み合わせた電源層の評価

    第27回エレクトロニクス実装学会春季講演大会  2013年 

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  • 損失を有する1/4波長共振器による電源/グラウンド層間共振抑制

    第27回エレクトロニクス実装学会春季講演大会  2013年 

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  • 高速差動線路の屈曲部におけるモード変換に平衡度が及ぼす影響の評価

    平成25年度電気・情報関連学会中国支部第64回連合大会  2013年 

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  • FPGAのオンボード電源電圧予測へのLECCSモデルの適用

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2013年 

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  • 等価回路モデルを用いたボードレベルでのサイドチャネル攻撃シミュレーション

    電子情報通信学会2013年ソサイエティ大会  2013年 

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  • PCBの電源層へのEBG構造とフェライト膜の導入による無線通信品質改善

    平成25年度電気・情報関連学会中国支部第64回連合大会  2013年 

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  • 平衡・不平衡線路の接続とEMC

    エーイーティー ユーザーグループミーティング CST UGM 2013  2013年 

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  • EBG構造の原理とその応用

    第二回トッパンNECサーキットソリューションズ プライベートセミナー  2013年 

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  • 暗号ICで発生するサイドチャネル解析におけるノイズの等価電流源モデルに基づく一検討 ~SASEBO-Gを用いた検討~

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2013年 

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  • オープンスタブと磁性膜から構成される損失を有する共振器型フィルタを用いた平行平板共振抑制

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2013年 

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  • 電源供給回路に挿入するオンボードRLスナバ設計法

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2013年 

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  • 平衡度の異なる線路の接続とモード変換

    エレクトロニクス実装学会システムJisso-CAD/CAE研究会 平成25年度第1回公開研究会  2013年 

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  • 回路基板の多線条配線における諸問題の評価と展開

    ギガビット研究会 第4回シンポジウム  2013年 

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  • 2本の伝送線路のSパラメータ測定に基づく同軸コネクタ部のF行列同定

    第15回IEEE広島支部学生シンポジウム  2013年 

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  • 差動線路の屈曲部のモード等価回路表現

    電子情報通信学会環境電磁工学研究会  2013年 

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  • 線路の平衡度から見た差動線路の屈曲部で発生するモード変換の評価

    エレクトロニクス実装学会システムJisso-CAD/CAE研究会 平成25年度第2回公開研究会  2013年 

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  • AESへの相関電力解析に対するSubBytes高速化効果の評価

    第15回IEEE広島支部学生シンポジウム  2013年 

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  • EMCマクロモデルを用いた暗号機器へのサイドチャネル攻撃に対する安全性の予測

    環境電磁工学研究会  2012年 

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  • PCB上の非対称配線に起因するEMI/SI問題の検討

    ギガビット研究会 第3回シンポジウム  2012年 

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  • 伝送線路の埋込みによるICパッケージのインダクタンス測定

    エレクトロニクスシミュレーション研究会  2012年 

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  • Experimental Model Validation of Mode-convesion Sources Introduced to Modal Equivalent Circuit

    2012 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility  2012年 

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  • 回路基板の多線条配線における諸問題の評価と展開

    ギガビット研究会 第2回シンポジウム  2012年 

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  • STPケーブルの接地法とモード変換量の関係について平衡度を考慮した評価

    環境電磁工学研究会  2012年 

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  • LECCSモデルを用いた暗号処理回路の等価電流源同定

    2012年電子情報通信学会総合大会  2012年 

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  • ノイズ対策のためのモード等価回路を用いた回路シミュレーション

    2012年電子情報通信学会総合大会  2012年 

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  • 電力変換回路の線形等価回路モデル構築を目的とした2 ポートLISN の作製

    2012年電子情報通信学会総合大会  2012年 

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  • 電力変換回路の伝導妨害波電圧低減設計を目的とした線形等価回路モデル構築

    2012年電子情報通信学会総合大会  2012年 

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  • Insertion of Parallel RL Circuits into Power Distribution Network for Simultaneous Switching Current Reduction and Power Integrity

    2012 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility in Singapore (APEMC 2012)  2012年 

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  • 電力変換回路の伝導妨害波予測を目的とした線形等価回路モデルの検討~デュアルポートLISNを用いたモデル構築~

    環境電磁工学研究会  2012年 

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  • ICのEMCおよびPI向上を目的としたRLダンパ回路の提案

    環境電磁工学研究会  2012年 

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  • Modal Equivalent Circuit with Mode-Conversion Sources for Investigating Cable Interconnection with Different Imbalance Factors

    2012 Korea-Japan EMT/EMC/BE Joint Conference (KJJC-2012)  2012年 

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  • モード等価回路を用いた多線条配線のコモンモード解析

    システムJisso-CAD/CAE研究会  2012年 

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  • Lossy Resonators for Suppressing Power-bus Resonance of Printed Circuit Board

    5th Pan-Pacific EMC Joint Meeting (PPEMC'12), pp.65-68, Tokyo, Japan  2012年 

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  • 平衡ケーブルと不平衡負荷の接続により生じる平衡度不整合がモード変換に及ぼす影響のモード等価回路を用いた評価

    第14回IEEE広島支部学生シンポジウム  2012年 

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  • 損失をもつ1/4波長共振器を用いた平行平板共振抑制

    2012電子情報通信学会ソサイエティ大会  2012年 

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  • コモンモード放射抑制のためのガードトレースに周期構造を導入した効果の実測による評価

    平成24年度電気・情報関連学会中国支部第63回連合大会  2012年 

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  • Equivalent Current Source of Side-channel Signal for Countermeasure Design with Analog Circuit Simulator

    2012 IEEE International Symposium on Electromagnetic Compatibility  2012年 

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  • Identification of Equivalent Current Source of Cryptographic Circuit Based on Impedance and Current Measurements at Board Level

    International Conference on Instrumentation, Control and Information Technology (SICE Annual Conference 2012)  2012年