• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2022 Fiscal Year Annual Research Report

Development of advanced wireless-optical signal conversion devices for 5G mobile systems

Research Project

Project/Area Number 20H02205
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

村田 博司  三重大学, 工学研究科, 教授 (20239528)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 塩見 英久  大阪大学, 量子情報・量子生命研究センター, 特任准教授(常勤) (00324822)
大田垣 祐衣  三重大学, 工学研究科, 助教 (10909914)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords5G無線 / アンテナ / 光変調 / 光ファイバ無線
Outline of Annual Research Achievements

1.無線-光信号変換デバイスの動作解析・設計
「幅数ミクロン程度の溝構造を中央部分に設けた金属パッチ導体」と「誘電体基板」の積層構造におけるパラメータ(パッチ導体のサイズ、溝の幅、誘電体基板の厚さ、層数)によるアンテナ特性・光変調電界強度の変化を、3次元電磁界シミュレータにより解析した。この解析を繰り返して、無線-光信号変換特性の評価を行った。特に、複数の金属パッチ導体を光導波路に沿ってアレイ状に並べた構成について、アレイアンテナとしての指向性、信号変換効率を求め、良好な無線-光信号変換特性を得るための条件を得た。解析結果を纏めて、28 GHz 帯無線-光信号変換デバイスの設計を行った。
2.デバイスの試作・実験
ニオブ酸リチウム結晶基板にアニールプロトン交換法を用いてチャネル型単一モード光導波路の試作を行った。評価実験の結果、良好な光導波特性を確認した。さらに、光学バッファ層を形成した後、溝付き金属パッチアンテナを作製した。評価の結果、無線信号-光信号変換が可能であることを確認した。デバイス製作プロセスの条件出しに時間が掛かったため、パッチ導体を積層することによる信号変換効率の増強効果については、評価を継続中である。
複数のレーザー光と光ファイバの波長分散特性を利用した無線信号処理実験も行った。波長の異なる2つのレーザー光を無線-光信号変換デバイスに同時に入力して、無線信号によって2光波を光位相変調した後、所定の長さの単一モード石英光ファイバ中を伝送させた。このとき、波長差に応じた遅延が生じるため、2光波を高速フォトダイオードに入力して同時に復調(光-電気変換)することにより、無線信号を検波・復調できることを確認した。現在、実験結果を纏めて論文投稿の準備を進めている。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 5G無線のための高性能無線-光信号変換デバイスの開発2022

    • Author(s)
      村田博司
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 50 Pages: 233-237

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 5G無線通信のための多段構成溝付きパッチアンテナ電気光学変調器2023

    • Author(s)
      山田健人,大田垣祐衣,村田博司
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
  • [Presentation] 強誘電性光学結晶を用いたアンテナ集積光変調デバイスと5G無線への応用2022

    • Author(s)
      村田博司
    • Organizer
      令和4年度名産研主催講演会
    • Invited
  • [Presentation] 5G光ファイバ無線に向けたミリ波・光変換素子2022

    • Author(s)
      村田博司
    • Organizer
      電子情報通信学会 マイクロ波研究会
    • Invited
  • [Presentation] Antenna-Coupled-Electrode Electro-Optic Modulator for Converting 5G-Band Wireless Signal with Two Orthogonal-Polarization Field Components2022

    • Author(s)
      Shunsuke Nakamori, Hiroto Yokohashi, Yui Otagaki, Sayaka Matsukawa, Masahiro Sato, Masatoshi Onizawa, Satoru Kurokawa, and Hiroshi Murata
    • Organizer
      OECC/PSC 2022
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi