2020 Fiscal Year Annual Research Report
Ultra-high gain multi-beam scanning antenna by 2D photonic reflector
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18K04128
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
新井 宏之 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (00193053)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光アンテナ / マルチビームアンテナ / 走査ビームアンテナ / ワッフル導波路 / フォトニックレフレクタ / ワッフルアイロン導波路 / シリコンフォトニクス / ６Gシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は第6世代の移動体通信として期待される超高速通信を実現するために，多数のビームを同時に形成可能なマルチビームと，簡単な給電回路による走査ビーム
アンテナ双方の利点を取り入れ，超高利得科研でマルチビーム走査を可能とする新たな光アンテナ構造を見出すことである．
研究成果として，世界で初めてとなるフォトニック結晶で構成されたオフセット二次元構造レフレクタを試作してその効果を明らかに，高利得のビーム操作が実現できることを実証した．この成果に引き続き，光漏れ波アンテナのさらなる利得向上を実現するために，導波路での摂動量を微細に制御できるワッフルアイロン導波路について，詳細な理論解析と設計試作を行いグレーティング導波路に対して5dB以上，従来から提案したワッフル導波路に対しても1.4dB以上の利得向上を確認した．
また，6Gで最も重要となる室内伝搬環境において，マルチビーム走査を行うための実用的な通信条件を設定した回線設計を行い超高速通信を行うために必要なセルの構成法について明らかにした．マルチビーム形成法としては，フォトニックリフレクタを拡張した多焦点を有するリフレクタ構造を新たに提案し，波長走査によるビーム操作軸と直交する方向に複数のビームを形成できる給電構造を新たに見出した．高利得ビーム操作が可能なワッフルアイロン導波路と多焦点給電に対応するフォトニックリフレクタを組み合わせることにより，超高利得マルチビーム走査を可能とする光アンテナの実現性の可能性を明らかにした．
以上の実績は国内外で高く評価され，6回の招待講演(基調講演1回を含む)を依頼され発表を行い高い評価を得た．
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