2022 Fiscal Year Research-status Report
NRD waveguide type terahertz wave phase shifter using liquid crystal
| Project/Area Number |
20K04572
|
|---|
| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
|---|
Principal Investigator |
森武 洋 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (90531799)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | NRDガイド / ネマティック液晶 / 配向マイクロファイバー / テラヘルツ波移相器 / エレクトロスピニング法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
液晶を用いたNRDガイド型テラヘルツ波移相器を実現するため、本研究では配向マイクロファイバーとネマティック液晶を複合化した素子を利用することとしたが、デバイスの特性には配向マイクロファイバーのテラヘルツ波特性が影響するため、その特性を明らかにする必要がある。そこでマイクロファイバー単体のテラヘルツ波帯における透過特性や誘電特性を評価するため、複合素子で使用したポリアクリロニトリルの配向マイクロファイバーについてテラヘルツ波分光器を用いて特性評価を行った。屈折率特性については100GHz～1THzまで1.1とほぼ一定の値を示しており、ファイバー主軸方向と直交方向での異方性は小さく0.05程度であることが確認できた。また、損失も液晶と比べ小さく液晶との複合材料として適切な材料であることが確認できた。
NRDガイド型のテラヘルツ波の移相器を実現する際に、液晶層の厚さは制御するテラヘルツ波の周波数に比例する。前年度の研究では、主に350GHzの周波数におけるデバイスを設計していたが、第5世代通信の次の世代(Beyond 5G)の通信システムではテラヘルツ波としては低周波側の100GHz帯におけるデバイスの実現が重要である。そのため、今年度は前年度までの研究で350GHzで実現したマイクロファイバー／液晶複合素子の厚さ200μmから600μmに増加させ、100GHzで動作する移相器を実現し、応答時間が200ms程度と350GHz帯の移相器と同等の応答時間を実現できることを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初計画では本年度を最終年度として、テラヘルツ波移相器を用いたフェーズドアレーアンテナを実現し、その特性評価を行う予定であったが、移相器の特性改善に計画よりも時間を要したため、計画を1年延長することとした。そのため遅れているとしたが、フェーズドアレーアンテナの設計及び作製を開始しており、次年度には当初計画した研究内容を実現できる予定である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、当初計画で本年度実現予定であった液晶を用いたテラヘルツ波フェーズドアレーアンテナの設計及び作製、また作成したデバイスを用いた特性評価を行う予定である。既に移相器を実現している100GHz帯においてフェーズドアレーアンテナの設計は終了しており、次年度には当初の計画の最終目標であるフェーズドアレーアンテナの実現とその特性評価を完了する予定である。
|
| Causes of Carryover |
国際会議への参加がオンライン参加となったため旅費の執行が無かったことから、次年度使用額が生じた。次年度は学会の開催状況を確認しながら旅費を執行するとともに、研究を遂行するため必要な物品費として研究に有効に使用する予定である。
|
