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機能性誘電体層集積導波管スロットアレーアンテナとその近接テラヘルツ無線応用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03268
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関千葉工業大学

研究代表者

枚田 明彦  千葉工業大学, 工学部, 教授 (40500674)

研究分担者 廣川 二郎  東京工業大学, 工学院, 教授 (00228826)
永妻 忠夫  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00452417)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードテラヘルツ / 無線通信 / 機能性誘電体薄膜 / アンテナ / 平面アレーアンテナ / 近接無線 / 無線 / 機能性誘電体基板 / アレーアンテナ / 電波吸収体
研究成果の概要

平面アレーアンテナ上に集積可能な Split Ring Resonator (SRR)電波吸収体を試作し、125 GHz で 30 dB 以上の電波吸収を実現した。また、送信機単体では電波は外部に漏れないが、SRRと受信機の格子パタンを接触させると、接触したエリアのみ電波が透過する機能性誘電体薄膜を設計・試作し、送信機と受信機が接触した場合のみ10Gbpsエラーフリー伝送を達成した。また、機能性誘電体層への受信アンテナの接触により、電波の受信が可能になる機能性誘電体層のエリアを拡大する誘電体基板導波路を設計試作し、誘電体基板の長さが最大40cmで10Gbpsデータ伝送に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

異なる微小金属パタンを周期的に配置した2つの機能性誘電体層を近接させると、機能性誘電体層単体と比較してテラヘルツ信号の透過性を 33 dB 以上向上できることを実証し、その現象をテラヘルツ帯近接無線での 10 Gbps データ伝送の制御に応用したのは、世界初である。本成果は、シート上に携帯端末を置くだけで LAN 接続を可能にするLANシートの実現だけではなく、超高速データ転送用キオスク端末や、対となる機能性誘電体層を集積した受信アンテナを「物理的鍵」として、決められたペアーとなる端末のみ接触通信を可能にするセキュリティ応用などの新たな応用を創造することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Transmission Characteristics Control of 120 GHz-Band Bandstop Filter by Coupling Alignment-Free Lattice Pattern2021

    • 著者名/発表者名
      Hirata Akihiko、Itakura Koichiro、Higashimoto Taiki、Uemura Yuta、Nagatsuma Tadao、Tomura Takashi、Hirokawa Jiro、Sekine Norihiko、Watanabe Issei、Kasamatsu Akifumi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E104.C 号: 10 ページ: 587-595

    • DOI

      10.1587/transele.2021MMP0001

    • NAID

      130008095618

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 年月日
      2021-10-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of 120-GHz-Band Split Ring Resonator Filter by Coupling Lattice Pattern Substrate2021

    • 著者名/発表者名
      ITAKURA Koichiro、HIRATA Akihiko、SONODA Masato、HIGASHIMOTO Taiki、NAGATSUMA Tadao、TOMURA Takashi、HIROKAWA Jiro、SEKINE Norihiko、WATANABE Issei、KASAMATSU Akifumi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E104.C 号: 3 ページ: 102-111

    • DOI

      10.1587/transele.2019ECP5052

    • NAID

      130007993110

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absorber Integrated Planar Slot Array Antenna for Suppression of Multiple Reflection in 120-GHz-Band Close-Proximity Wireless System2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko HIRATA, and Jiro HIROKAWA
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E101.C 号: 10 ページ: 791-800

    • DOI

      10.1587/transele.E101.C.791

    • NAID

      130007491039

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 年月日
      2018-10-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 10-Gbit/s Data Transmission over Dielectric Sheet for 120-GHz-band Sheet LAN2021

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ushio, Futa Tokoro, Akihiko Hirata, Taiki Higashimoto, Yuta Uemura, Tadao Nagatsuma, N. Sekine, I. Watanabe, A. Kasamatsu
    • 学会等名
      2020 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 格子パタンとの接触による透過性制御が可能な120GHz帯SRRフィルタの通過帯域広帯域化の検討2021

    • 著者名/発表者名
      枚田明彦、板倉弘一郎、上村悠太、永妻忠夫、渡邊一世、関根徳彦、笠松章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 誘電体線路を媒体とする120GHz帯RF信号伝送の研究2021

    • 著者名/発表者名
      牛尾政貴、枚田明彦、上村悠太、永妻忠夫、渡邊一世、関根徳彦、笠松章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Pass Bandwidth Extension of 120-GHz-band SRR Filter by Coupling Lattice Pattern Substrate2020

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Itakura, Akihiko Hirata, Taiki Higashimoto, Yuta Uemura, Tadao Nagatsuma, Issei Watanabe, Norihiko Sekine, Akifumi Kasamatsu
    • 学会等名
      2020 International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of the Near-Field Transmission by using a Substrate Layer in a Corporate-feed Waveguide Slot Array2020

    • 著者名/発表者名
      Jiro Hirokawa, Kentaro Wada, Takashi Tomura, Akihiko Hirata
    • 学会等名
      2020 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and North American Radio Science Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 120GHz帯SRRバンドストップフィルタの透過性制御2020

    • 著者名/発表者名
      枚田 明彦, 板倉 弘一朗, 戸村 崇, 広川 二郎, 渡邊 一世, 関根 徳彦, 笠松 章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 マイクロ波・ミリ波フォトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 120GHz帯反射型SRRバンドストップフィルタの検討2020

    • 著者名/発表者名
      厚地穂乃佳、加藤圭悟、枚田明彦、戸村 崇、広川二郎、渡邊一世、関根徳彦、笠松章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 混成共振モードを利用した 120GHz帯近接無線のデータ伝送特性2020

    • 著者名/発表者名
      板倉弘一郎、枚田明彦、東本大樹、永妻忠夫、渡邊一世、関根徳彦、笠松章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Terahertz Antenna for beyond 5G Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Hirata, Katsumi Fujii, Norihiko Sekine, Issei Watanabe, Akifumi Kasamatsu
    • 学会等名
      International Workshop on Photonics Applied to Electromagnetic Measurements
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Investigation of plasmon hybridization between slot-ring resonator absorber and lattice pattern substrate2019

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Itakura, Akihiko Hirata, Masato Sonoda, Taiki Higashimoto, and Tadao Nagatsuma
    • 学会等名
      International Symposium on Antenna and Propagation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘電体基板装荷による並列給電導波管スロットアレーアンテナの素子間相互結合抑圧と非遠方界通信特性改善2019

    • 著者名/発表者名
      和田 健太郎、戸村 崇、広川 二郎、枚田 明彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会 アンテナ・伝播研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 4X4平面スロットアレーアンテナの近傍界測定2019

    • 著者名/発表者名
      枚田明彦、田中雄介、久武信太郎、広川二郎、渡邊一世、関根徳彦、笠松章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 マイクロ波・ミリ波フォトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 混成共振モードを利用した 120GHz帯近接無線の検討2019

    • 著者名/発表者名
      板倉弘一郎、枚田明彦、広川二郎、戸村 崇、渡邊一世、関根徳彦、笠松章史
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Terahertz Absorber Technologies for Close-Proximity Wireless System2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Hirata, and Jiro Hirokawa
    • 学会等名
      2018 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progress of Plate-Laminated Waveguide Slot Array Antennas by Diffusion Bonding in 60GHz, 120GHz and 350GHz Bands2018

    • 著者名/発表者名
      Jiro Hirokawa, Takashi Tomura, Akihiko Hirata, and Tadao Nagatsuma
    • 学会等名
      2018 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平面スロットアレーアンテナにおける近接データ伝送特性2018

    • 著者名/発表者名
      枚田明彦, 広川二郎, 園田理人, 東本大樹, 黒川 翼, 永妻忠夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会 マイクロ波・ミリ波フォトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 120GHz帯16×16素子並列給電積層薄板導波管スロットアレーアンテナの広帯域設計2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井壮一、戸村 崇、広川二郎、枚田明彦
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Absorber integrated planar slot array antenna for a 120-GHz-band close-proximity wireless system2017

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Hirata, Jiro Hirokawa
    • 学会等名
      The International Symposium on Antennas and Propagation 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] THz Communications2021

    • 著者名/発表者名
      Kurner, Thomas, Mittleman, Daniel, Nagatsuma, Tadao, Jiro Hirokawa, Akihiko Hirata, et al.,
    • 総ページ数
      390
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783030737382
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 次世代無線通信に向けたアンテナ開発2020

    • 著者名/発表者名
      新井宏之、広川二郎、枚田明彦、他
    • 総ページ数
      370
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781315225
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 千葉工業大学 工学部 枚田研究室

    • URL

      http://cit-hiratalab.sakura.ne.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cit-hiratalab.sakura.ne.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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