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アレーアンテナ素子間の減結合用合成回路の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19F19350
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関東北大学

研究代表者

陳 強  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30261580)

研究分担者 XU KAIDA  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-11-08 – 2022-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2021年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2021年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2019年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワードアレーアンテナ / アンテナ / バンドパスフィルタ / 表面プラズモン / 電磁結合 / マイクロ波
研究開始時の研究の概要

本研究では、準ミリ波Massive MIMOアンテナとして、小規模のMIMOアンテナと大規模電波散乱素子を有するリフレクトアレーのハイブリッド構造を提案する。また、マイクロ波のフィルタリング技術を用いて、リフレクトアレーの素子を設計し、小規模のMIMOアンテナの照射によるリフレクトアレーの散乱素子間の電磁結合を低減することにより、広帯域,高利得,広角度スキャンが可能なMassive MIMOアレーアンテナの設計法を確立する。

研究実績の概要

5G無線通信システムの基地局用準ミリ波アンテナとして、広帯域、高利得と広角度のビーム走査が可能な基地局Massive(大規模) MIMOアンテナが求められているが,アンテナ間の電磁結合のため,これらの性能の達成が極めて困難である.そこで本研究では、Massive MIMOアンテナ素子間の電磁結合を低減することにより、広帯域,高利得,広角度スキャンが可能なMassive MIMOアレーアンテナ設計の要素技術を確立する目的で、研究を進めている。本年度では、主に3つの研究成果を挙げている。
1つ目は、マイクロ波、ミリ波用広帯域バンドパスフィルタの研究である。アレーアンテナの給電回路にバンドパスフィルタを実装することにより、素子間干渉を低減する要素技術の確立を図った。その成果として、meander-line 共振器、結合型マイクロストリップリング、結合型マイクロストリップスタブ、及び表面プラズモン・ポラリトンの4つの構造で、バンドパスフィルタの実現に成功している。
2つ目は、プラズモン・ポラリトンを用いたバンドパスフィルタの設計に関する研究である。マイクロ波とミリ波の帯域においては、コプレーナ導波路上のプラズモン・ポラリトンを用いたバンドパスフィルタの設計方法について提案と検討を行っている。
3つ目は小形、高効率のテラヘルツ吸収技術の研究である。T型スロット形状のグラフェンとその補対構造を設計し、それによる電波吸収効果を確認している。
以上の三つの研究成果は10編の雑誌論文にとりまとめられており、2020年度に公表されている。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 13件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] On-Chip GaAs-Based Spoof Surface Plasmon Polaritons at Millimeter-Wave Regime2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Kai-Da、Guo Ying-Jiang、Yang Qian、Zhang Yong-Liang、Deng Xianjin、Zhang Anxue、Chen Qiang
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 33 号: 5 ページ: 255-258

    • DOI

      10.1109/lpt.2021.3054962

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Order Mode of Spoof Surface Plasmon Polaritons and Its Application in Bandpass Filters2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Kai-Da、Lu Sen、Guo Ying-Jiang、Chen Qiang
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 49 号: 1 ページ: 269-275

    • DOI

      10.1109/tps.2020.3043889

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SPICE Behaviors of Double Memristor Circuits Using Cosine Window Function2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Kai-Da、Li Donghao、Jiang Yannan、Chen Qiang
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 9 ページ: 648737-648737

    • DOI

      10.3389/fphy.2021.648737

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Order Mode Application of Spoof Surface Plasmon Polaritons in Bandpass Filter Design2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Yiqun、Xu Kai-Da、Guo Ying-Jiang、Chen Qiang
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 33 号: 7 ページ: 362-365

    • DOI

      10.1109/lpt.2021.3063522

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Broadband On-Chip Bandpass Filter Using Shunt Dual-Layer Meander-Line Resonators2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Kai-Da、Zhu Xi、Yang Yang、Chen Qiang
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 41 号: 11 ページ: 1617-1620

    • DOI

      10.1109/led.2020.3027734

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Millimeter-Wave On-Chip Bandpass Filter Based on Spoof Surface Plasmon Polaritons2020

    • 著者名/発表者名
      Guo Ying-Jiang、Xu Kai-Da、Deng Xianjin、Cheng Xu、Chen Qiang
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 41 号: 8 ページ: 1165-1168

    • DOI

      10.1109/led.2020.3003804

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spoof Surface Plasmon Polaritons Developed From Coplanar Waveguides in Microwave Frequencies2020

    • 著者名/発表者名
      Li Jianxing、Shi Junwei、Xu Kai-Da、Guo Ying-Jiang、Zhang Anxue、Chen Qiang
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 32 号: 22 ページ: 1431-1434

    • DOI

      10.1109/lpt.2020.3031065

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiband terahertz absorbers using T-shaped slot-patterned graphene and its complementary structure2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Kai-Da、Cai Yijun、Cao Xianbo、Guo Yingjiang、Zhang Yongliang、Chen Qiang
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 37 号: 10 ページ: 3034-3034

    • DOI

      10.1364/josab.404062

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dual‐band bandpass filter using two simple coupled microstrip rings2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Jiashuai、Xu Kai‐Da、Zhang Miao、Chen Qiang
    • 雑誌名

      Engineering Reports

      巻: 3 号: 2

    • DOI

      10.1002/eng2.12288

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bandpass filter using coupled‐line‐stub cascaded structure with high stopband rejection2020

    • 著者名/発表者名
      Lu Sen、Xu Kai‐Da、Guo Yingjiang、Ren Yi、Chen Qiang
    • 雑誌名

      Microwave and Optical Technology Letters

      巻: 63 号: 1 ページ: 69-74

    • DOI

      10.1002/mop.32555

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tunable multi-band terahertz absorber using single-layer square graphene ring structure with T-shaped graphene strips2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Kai-Da、Li Jianxing、Zhang Anxue、Chen Qiang
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 28 号: 8 ページ: 11482-11492

    • DOI

      10.1364/oe.390835

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A decoupling and matching network design for single- and dual-band, two-element antenna arrays2020

    • 著者名/発表者名
      Kai-Da Xu, Hung Luyen, and Nader Behdad
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Coupled-line bandpass filter with T-shaped structure for high frequency selectivity and stopband rejection2020

    • 著者名/発表者名
      Kai-Da Xu, Sen Lu, Yi Ren, Anxue Zhang, and Qiang Chen
    • 雑誌名

      International Journal of RF and Microwave Computer-Aided Engineering

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Design of Quasi-Reflectionless Filters with Simple Topologies2020

    • 著者名/発表者名
      Lu Sen、Xu Kai-Da、Guo Yingjiang、Chen Qiang
    • 学会等名
      2020 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bandpass filter using half-mode substrate integrated plasmonic waveguide2020

    • 著者名/発表者名
      Yue Cui, Kai-Da Xu*, and Qiang Chen
    • 学会等名
      2020 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-11-29   更新日: 2024-03-26  

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