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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of wide scanning angle for millimeter wave beam by liquid crystal quasi-optical device with subwavelength structure

Research Project

Project/Area Number 26390107
Research InstitutionAkita National College of Technology

Principal Investigator

田中 将樹  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60353231)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords液晶 / ミリ波偏向
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、液晶を利用することでミリ波ビームを電気的に且つ広角に走査可能な偏向デバイスを設計し、液晶による70GHz帯ミリ波レーダやミリ波の走査装置の高機能化および小型化、低コスト化を目指すことを目的としている。
本研究課題において提案するミリ波偏向デバイスについて解析および設計、セルの製作を試みた。液晶と誘電体を交互に積層させてサブ波長周期構造を構成させた液晶回折光学デバイスにおいて、液晶層の占有率に勾配を与えたデバイス構造に対して有限差分時間領域(FDTD)法を用いて、実際のセルパラメータおよび構造を考慮して解析を行った。液晶層の占有率の変化を4段階に変化させた場合に約10°程度の偏向角度を得た。また、構造を単純化して液晶層の占有率の変化を2段階にして液晶層の厚みに変化を持たせた場合、ミリ波の偏向方向がマイナス方向からプラス方向に変化している様子が見られた。今後はこの構造に対して液晶層の厚みや液晶セルの長さ等の最適値についてさらに検討を進める予定である。
また、シミュレーション結果を元にセルの設計を行い、サブ波長構造の積層型液晶セルを作製してミリ波の偏向特性の測定を試みた。しかしながら、液晶への電圧印加によるミリ波偏向への影響が小さく期待していた結果が得られなかった。現在、セル構造および電極構造・材料について見直しを行い、特に電極材料に新規の導電膜を採用することを考えており、引き続きセルの作製および測定を行っている。

  • Research Products

    (4 results)

All 2017 2016

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] FDTD法による液晶・誘電体多層構造を有するミリ波偏向素子の設計2017

    • Author(s)
      田中将樹, 髙橋源, 菅原星矢
    • Organizer
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [Presentation] 多層構造を用いた液晶偏向素子のミリ波偏向特性2017

    • Author(s)
      菅原星矢,田中将樹
    • Organizer
      第22 回高専シンポジウム in Mie
    • Place of Presentation
      鳥羽商船高専
    • Year and Date
      2017-01-28
  • [Presentation] サブ波長周期に配列した誘電体によるミリ波フォトニック結晶の設計2017

    • Author(s)
      田中将樹,菅原星矢
    • Organizer
      第22 回高専シンポジウム in Mie
    • Place of Presentation
      鳥羽商船高専
    • Year and Date
      2017-01-28
  • [Presentation] 液晶・誘電体多層構造のミリ波透過特性2016

    • Author(s)
      菅原星矢,田中将樹
    • Organizer
      平成 28 年度東北地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Place of Presentation
      仙台高等専門学校 広瀬キャンパス
    • Year and Date
      2016-11-26 – 2016-11-27

URL: 

Published: 2018-01-16  

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