Development of functional waveguide for 6G by high-definition 3D printing technology
| Project/Area Number |
21H01320
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
三尾 典克 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70209724)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
|
|---|
| Keywords | THz / 導波管 / ３Dプリンタ / めっき / 高精細高速光造形技術 / 樹脂表面めっき技術 / 次世代無線通信技術 / 高精細3Dプリンティング技術 / 機能性導波管 / Beyond 5 G・6G |
|---|
| Outline of Research at the Start |
UV硬化樹脂を用いた高精度3Dプリンター技術を生かして、次世代通信技術（beyond5G・6G)に必要とされる導波管デバイス技術を開発する。特に、Jバンド（220-325GHz）での方向性結合器（DC）、バンドパスフィルタ（BPF）等の単機能導波管デバイスの3D造形技術を確立し、また、Dバンド（110-170 GHz）では複数機能を集積化した導波管デバイスの実現を目標とし、
(1)3Dプリンターによるサブミリメータサイズの導波管構造の造形技術の確立
(2)電磁波伝搬特性を実現するための3Dプリンター造形物へのめっきを中心とした表面処理技術の確立
を目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
次世代通信技術Beyond 5G, 6Gでは、キャリア周波数は100GHz以上が想定されており、その周波数での導波管やバンドパスフィルタ(BPF)、方向性結合機能(DC)導波管の実現が必要となるが、金属導波管では、サブmmの機械加工が必要で、実現は非常に困難である。そこで、自作のUV硬化樹脂（アクリル系樹脂）を用いた３DプリンタRECILSによるTHz帯導波管作製技術の確立を進めてきた。具体的には、[1] RECILS による1THz 導波管用造形技術の確立、[2] アクリル製造形面へのめっき技術の確立、[3] 導波管基本特性の評価、[4] サブミリ波帯DC、BPF の造形とその高周波化を進めた。
その結果、RECILSで造形した導波管の解像度、表面ラフネスは、加工法の最適化によって20μm程度に改善した。また、RECILSで造形されたアクリル製中空構造にめっきを施す技術を、長野県工業技術総合研究センター化学部、塚田理研工業（株）の協力で成功した。
作製した導波管の評価のため、UTC-PDをフォトミキサーとした挿入損失(IL)評価系を構築し、0.05dBの分解能を持つことを確認した。試作したストレート導波管を評価したところ、220～325GHz（Jバンド）全体で、IL<0.5 dB/inchが確認され、市販の低損失金属導波管と同程度のIL特性が確認された。また、ベント導波管、ねじれ導波管、スパイラス導波管を作製し、いずれもIL<1dB/inchが確認され、300GHz帯でのRECILS製導波管での伝搬特性は、市販の金属導波管よりも良好であった。さらに、JバンドでのBPF導波管を設計、作製し、同形状の金属製BPF導波管の特性とほぼ同じであることが確認できた。
以上の結果から、RECILSとめっき技術を組み合わせた300GHz帯導波管を確立し、当初計画以上の進展を得ることができた。
。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
