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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Development of functional waveguide for 6G by high-definition 3D printing technology

Research Project

Project/Area Number 21H01320
Research InstitutionThe 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
KeywordsTHz / 導波管 / 3Dプリンタ / めっき
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。

  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] Fabrication of functional hollow waveguide devices for electromagnetic waves in 200-400GHz band using UV-curable resin type 3D printer, RECILS2024

    • Author(s)
      Kentaro Soeda, Kazunori Naganuma, Yoshinori Yamaguchi, Kuniaki Konishi, Hiroharu Tamaru, Norikatsu Mio, Hiroshi Ito and Junji Yumoto
    • Organizer
      Photonics West 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SLA 3D printer, RECILS enables low-cost and low-loss waveguide bandpass filters for electromagnetic waves at 200-400GHz band2023

    • Author(s)
      Kentaro Soeda, Kazunori Naganuma, Yoshinori Yamaguchi, Kuniaki Konishi, Hiroharu Tamaru, Norikatsu Mio, Hiroshi Ito and Junji Yumoto
    • Organizer
      Lasers in Manufacturing 2023 (LiM 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] UV硬化樹脂型3DプリンタRECILSによるサブTHz帯機能導波管の作製2023

    • Author(s)
      湯本潤司, 添田建太郎, 長沼和則, 山口義紀, 小西邦昭, 田丸博晴, 三尾典克, 伊藤弘
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [Presentation] UV硬化樹脂型3DプリンタRECILSによるサブTHz帯機能導波管の作製2023

    • Author(s)
      添田建太郎, 長沼和則, 山口義紀, 小西邦昭, 田丸博晴, 三尾典克, 伊藤弘、湯本潤司
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Photonics-empowered Terahertz Wireless Communications2023

    • Author(s)
      Tadao Nagatsuma, Hideyuki Ohtake, Kazutoshi Kato, Junji Yumoto, and Hiroshi Ito
    • Organizer
      24th International Conference on Applied Electromagnetics and Communications (ICECOM 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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