| 研究課題/領域番号 |
19K15007
|
|---|
| 研究種目 |
若手研究
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
|---|
研究代表者 |
東島 侑矢 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (20805147)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
|
|---|
| キーワード | マイクロ波 / パッチアレーアンテナ / イメージング / 二重共鳴 / セシウム原子 / 磁界分布 / パッチアンテナ / 原子分光 / 電磁波計測 / アンテナ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では原子の共鳴現象を用いた電磁波計測技術に以下の工夫を行い、新たに空間中の電磁波のイメージング技術、特にアンテナの放射パターンの高精度評価を目指す。①電磁波をトリガーとして発せられるセシウム原子の蛍光を観察することで、電磁波を可視化することができる。そこで、蛍光の観察に特化した測定系を構築し、リアルタイムイメージングが可能な測定手法を開発する。②上記の手法をアンテナの放射パターン測定に適用する。アンテナ形状や駆動状態に応じたイメージング結果に対して理論的検証を行うことで、本イメージング手法の妥当性を確認すると共に、アンテナをはじめとする電磁波の空間強度測定に対し有効性を検証する。
|
| 研究成果の概要 |
セシウム原子が封入された大面積ガラスセルを用い、セシウム原子と電磁波の相互作用により発生する蛍光を観測することで、2次元平面内のパッチアレーアンテナから放射する磁界強度分布をリアルタイム(0.01秒の露光時間)に撮像可能であること実証した。特に、可変位相器を用いてパッチアレーアンテナの素子間位相差を変化させたときに、アンテナからの放射磁界が走査される様子をリアルタイムに撮像することにはじめて成功した。その要素技術として、ガルバノミラーやシリンドリカルレンズを組み合わせた光学系を構築し、セシウム原子を励起するレーザーを同一強度でシート状に照射することが可能となり、撮像の安定性を改善した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多数の無線通信端末が普及する現代では、電磁波強度分布を正しく測定することは無線通信網の設計、ビームセンシング技術、不要放射評価において重要となる。従来、電磁界強度分布の測定にはアンテナやファイバー結合した小型センサを走査する必要があった。この手法では短時間の分布変動を広範囲でモニターすることは困難であった。本研究は、セシウム原子と電磁波の相互作用による蛍光に着目し、セシウム原子をセンサとしてアンテナから放射した磁界強度分布を10 cm四方の平面内でリアルタイムにイメージング可能であることを実証した。これにより、次世代無線通信の実現に期待されている電磁波の空間強度分布の評価技術の確立に貢献する。
|
