| 研究課題/領域番号 |
20K14798
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
加藤 悠人 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, 主任研究員 (70635820)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | メタ表面 / ポスト5G / ビームフォーミング / アレイアンテナ / メタマテリアル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、5Gやポスト5Gで必要とされるミリ波帯でのビームフォーミングを低消費電力で実現するために、極薄の非周期メタ表面とアレイアンテナを組み合わせた新たな構成による技術開発を行う。そのために、極薄のフレキシブルな非周期メタ表面を基地局用アンテナの誘電体カバー（レドーム）の湾曲面に取り付けた構成を検討する。曲がったメタ表面で所望のビームフォーミングを無反射で実現するための設計理論を構築するとともに、プリンテッドエレクトロニクス技術を用いてフレキシブルなメタ表面を実装し、理論の実験的検証を試みる。
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| 研究成果の概要 |
第5世代無線通信（5G）では、ミリ波帯の電波を利用したビームフォーミング技術が使用される。従来のビームフォーミングの実現技術は、複雑なアンテナの構造設計が必要であったり、アンプ等の放熱を伴うアクティブ素子が使用されていたりと、機能・性能や効率の面で限界がある。本研究では新技術として極薄の非周期メタ表面とアレイアンテナを組み合わせた構成を提案し、5Gやポスト5Gなどで必要とされるビームフォーミングの実現を目指した。具体的には、基地局用アンテナの誘電体カバー（レドーム）の湾曲面にメタ表面を取る付けた構成を想定し、フレキシブル基板を用いた曲がったメタ表面でのビームフォーミングの検証を進めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メタ表面によるアレイアンテナのビームフォーミングとして、メタ表面によるアレイアンテナの開口面効率の増大を実証した。具体的には、Xバンドレーダー用のアレイアンテナの開口面に開口面の位相分布を均一にする大面積メタ表面を取り付けた構成により、アレイアンテナの透過利得が3 dB増大することを実験的に確認した。本成果はメタ表面とアレイアンテナの組み合わせという提案構成の実現可能性を確認したもので、5Gやポスト5G無線通信の基地局システムにおける活用が期待される。
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