2018 Fiscal Year Research-status Report
5G無線通信を支えるマルチバンドとミリ波デバイスの理論設計による迅速開発
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16K06320
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
陳 春平 神奈川大学, 工学部, 准教授 (20440266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
穴田 哲夫 神奈川大学, 付置研究所, 名誉教授 (20260987)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マルチバンド・ミリ波デバイス / 金属PｈCデバイス / 金属フォトニック結晶 / ミリ波 / PhC / マルチバンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では数十～数百Gbpsのデータレートを持つ超高速・超大容量の次世代無線通信システムの実現に向け，マイクロ波帯の超広帯域（UWB）フィルタ・マルチバンド広帯域フィルタ及びミリ波帯の超小型ミリ波機能デバイスの迅速開発を目指している．低群遅延・デュアルバンド超広帯域フィルタの研究開発に関して，デバイスの構造，フィルタの理論関数，等価回路と回路パラメータの求め方との3つの方面から研究を進めている．
ミリ波機能デバイスの研究開発に関して，まず，ミリ波を効率良く導波・制御可能な新たな導波路構造としての金属フォトニック結晶構造を検討し，金属フォトニック構造のバンド特性を計算した．さらに，金属フォトニック結晶構造に基づいた線欠陥導波路と点欠陥共振器を提案した。とくに，金属フォトニック結晶点欠陥共振器に関して，中央円柱なし点欠陥共振器，中央金属/誘電体円柱装荷点欠陥共振器，微小摂動によるデュアルモードフォトニック結晶点欠陥共振器などいくかの点欠陥共振器を提案し，数値計算手法を用いて，共振器の共振モードとそれの共振周波数の制御方法を検討した．それに加え，提案した点欠陥共振器と線欠陥導波路を用いて，フィルタなどの機能デバイスの合理的な設計法を提案し，とくに，共振器と共振器間の電気結合と磁気結合の実現について検討した。提案した構造と設計手法により，いくつかの（準）ミリ波にフィルタ回路を設計し，試作した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1. 5G無線通信用マイクロ波広帯域フィルタ、デュアルバンドUWBフィルタの一般合成理論の開発と実現に関して、前年度の仕事を引き継ぎ，申請者が提案した設計手法で、デュアルバンドUWBフィルタを設計し、試作した。
2.金属/誘電体フォトニック結晶(PhC)構造を用いたミリ波/サブミリ波デバイスの理論設計・開発に関して、前年度の仕事を引き継ぎ，4段のミリ波PhCバンドパスフィルタを設計し、試作した。
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| Strategy for Future Research Activity |
5G無線通信用マイクロ波広帯域フィルタ/デュアルバンドUWBフィルタの開発及び金属/誘電体フォトニック結晶(PhC)構造を用いたミリ波/サブミリ波デバイスの設計に関して、合理的設計手法の確立と実装・応用の両面から研究を推進する。新しく開発したマイクロ波広帯域フィルタ/デュアルバンドUWBフィルタの設計理論と金属/誘電体フォトニック結晶(PhC)構造を用いたミリ波フィルタの設計理論の妥当性を確認したので、次に、5G無線通信システム用機能デバイスの開発を行う。なお，最終年度は研究成果のまとめと成果報告とする．また電子情報通信学会総合大会、ソサイエティ大会、マイクロ波研究会，エレクトロニクスシミュレーション研究会等での研究発表を含めて，IEEE IMS，EuMW、APMCのマイクロ波・ミリ波国際会議での発表，企業との連携による実装技術の確立、さらに合理的設計理論などを公開する．
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| Causes of Carryover |
シミュレーション専用多CPU・高性能GPU搭載型パソコンの購入、電子情報通信学会の論文投稿費，APMCなどの国際会議にて設計した機能デバイスに関する研究成果を発表のための参加費，電磁波回路の作製費などに使用予定である。
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