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アレーアンテナ素子間の減結合用合成回路の研究

Research Project

Project/Area Number 19F19350
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

陳 強  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30261580)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) XU KAIDA  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-11-08 – 2022-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywordsアレーアンテナ / アンテナ / バンドパスフィルタ / 表面プラズモン / 電磁結合 / マイクロ波
Outline of Research at the Start

本研究では、準ミリ波Massive MIMOアンテナとして、小規模のMIMOアンテナと大規模電波散乱素子を有するリフレクトアレーのハイブリッド構造を提案する。また、マイクロ波のフィルタリング技術を用いて、リフレクトアレーの素子を設計し、小規模のMIMOアンテナの照射によるリフレクトアレーの散乱素子間の電磁結合を低減することにより、広帯域,高利得,広角度スキャンが可能なMassive MIMOアレーアンテナの設計法を確立する。

Outline of Annual Research Achievements

5G無線通信システムの基地局用準ミリ波アンテナとして、広帯域、高利得と広角度のビーム走査が可能な基地局Massive(大規模) MIMOアンテナが求められているが,アンテナ間の電磁結合のため,これらの性能の達成が極めて困難である.そこで本研究では、Massive MIMOアンテナ素子間の電磁結合を低減することにより、広帯域,高利得,広角度スキャンが可能なMassive MIMOアレーアンテナ設計の要素技術を確立する目的で、研究を進めている。本年度では、主に3つの研究成果を挙げている。
1つ目は、マイクロ波、ミリ波用広帯域バンドパスフィルタの研究である。アレーアンテナの給電回路にバンドパスフィルタを実装することにより、素子間干渉を低減する要素技術の確立を図った。その成果として、meander-line 共振器、結合型マイクロストリップリング、結合型マイクロストリップスタブ、及び表面プラズモン・ポラリトンの4つの構造で、バンドパスフィルタの実現に成功している。
2つ目は、プラズモン・ポラリトンを用いたバンドパスフィルタの設計に関する研究である。マイクロ波とミリ波の帯域においては、コプレーナ導波路上のプラズモン・ポラリトンを用いたバンドパスフィルタの設計方法について提案と検討を行っている。
3つ目は小形、高効率のテラヘルツ吸収技術の研究である。T型スロット形状のグラフェンとその補対構造を設計し、それによる電波吸収効果を確認している。
以上の三つの研究成果は10編の雑誌論文にとりまとめられており、2020年度に公表されている。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020

All Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] On-Chip GaAs-Based Spoof Surface Plasmon Polaritons at Millimeter-Wave Regime2021

    • Author(s)
      Xu Kai-Da、Guo Ying-Jiang、Yang Qian、Zhang Yong-Liang、Deng Xianjin、Zhang Anxue、Chen Qiang
    • Journal Title

      IEEE Photonics Technology Letters

      Volume: 33 Issue: 5 Pages: 255-258

    • DOI

      10.1109/lpt.2021.3054962

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-Order Mode of Spoof Surface Plasmon Polaritons and Its Application in Bandpass Filters2021

    • Author(s)
      Xu Kai-Da、Lu Sen、Guo Ying-Jiang、Chen Qiang
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Plasma Science

      Volume: 49 Issue: 1 Pages: 269-275

    • DOI

      10.1109/tps.2020.3043889

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] SPICE Behaviors of Double Memristor Circuits Using Cosine Window Function2021

    • Author(s)
      Xu Kai-Da、Li Donghao、Jiang Yannan、Chen Qiang
    • Journal Title

      Frontiers in Physics

      Volume: 9 Pages: 648737-648737

    • DOI

      10.3389/fphy.2021.648737

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] High-Order Mode Application of Spoof Surface Plasmon Polaritons in Bandpass Filter Design2021

    • Author(s)
      Liu Yiqun、Xu Kai-Da、Guo Ying-Jiang、Chen Qiang
    • Journal Title

      IEEE Photonics Technology Letters

      Volume: 33 Issue: 7 Pages: 362-365

    • DOI

      10.1109/lpt.2021.3063522

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A Broadband On-Chip Bandpass Filter Using Shunt Dual-Layer Meander-Line Resonators2020

    • Author(s)
      Xu Kai-Da、Zhu Xi、Yang Yang、Chen Qiang
    • Journal Title

      IEEE Electron Device Letters

      Volume: 41 Issue: 11 Pages: 1617-1620

    • DOI

      10.1109/led.2020.3027734

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Millimeter-Wave On-Chip Bandpass Filter Based on Spoof Surface Plasmon Polaritons2020

    • Author(s)
      Guo Ying-Jiang、Xu Kai-Da、Deng Xianjin、Cheng Xu、Chen Qiang
    • Journal Title

      IEEE Electron Device Letters

      Volume: 41 Issue: 8 Pages: 1165-1168

    • DOI

      10.1109/led.2020.3003804

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spoof Surface Plasmon Polaritons Developed From Coplanar Waveguides in Microwave Frequencies2020

    • Author(s)
      Li Jianxing、Shi Junwei、Xu Kai-Da、Guo Ying-Jiang、Zhang Anxue、Chen Qiang
    • Journal Title

      IEEE Photonics Technology Letters

      Volume: 32 Issue: 22 Pages: 1431-1434

    • DOI

      10.1109/lpt.2020.3031065

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multiband terahertz absorbers using T-shaped slot-patterned graphene and its complementary structure2020

    • Author(s)
      Xu Kai-Da、Cai Yijun、Cao Xianbo、Guo Yingjiang、Zhang Yongliang、Chen Qiang
    • Journal Title

      Journal of the Optical Society of America B

      Volume: 37 Issue: 10 Pages: 3034-3034

    • DOI

      10.1364/josab.404062

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dual‐band bandpass filter using two simple coupled microstrip rings2020

    • Author(s)
      Xu Jiashuai、Xu Kai‐Da、Zhang Miao、Chen Qiang
    • Journal Title

      Engineering Reports

      Volume: 3 Issue: 2

    • DOI

      10.1002/eng2.12288

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bandpass filter using coupled‐line‐stub cascaded structure with high stopband rejection2020

    • Author(s)
      Lu Sen、Xu Kai‐Da、Guo Yingjiang、Ren Yi、Chen Qiang
    • Journal Title

      Microwave and Optical Technology Letters

      Volume: 63 Issue: 1 Pages: 69-74

    • DOI

      10.1002/mop.32555

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tunable multi-band terahertz absorber using single-layer square graphene ring structure with T-shaped graphene strips2020

    • Author(s)
      Xu Kai-Da、Li Jianxing、Zhang Anxue、Chen Qiang
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 28 Issue: 8 Pages: 11482-11492

    • DOI

      10.1364/oe.390835

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A decoupling and matching network design for single- and dual-band, two-element antenna arrays2020

    • Author(s)
      Kai-Da Xu, Hung Luyen, and Nader Behdad
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques

      Volume: -

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Coupled-line bandpass filter with T-shaped structure for high frequency selectivity and stopband rejection2020

    • Author(s)
      Kai-Da Xu, Sen Lu, Yi Ren, Anxue Zhang, and Qiang Chen
    • Journal Title

      International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering

      Volume: -

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of Quasi-Reflectionless Filters with Simple Topologies2020

    • Author(s)
      Lu Sen、Xu Kai-Da、Guo Yingjiang、Chen Qiang
    • Organizer
      2020 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC 2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bandpass filter using half-mode substrate integrated plasmonic waveguide2020

    • Author(s)
      Yue Cui, Kai-Da Xu*, and Qiang Chen
    • Organizer
      2020 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC 2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-11-29   Modified: 2024-03-26  

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