| 研究課題/領域番号 |
21H01320
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
三尾 典克 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70209724)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | THz / 導波管 / ３Dプリンタ / めっき / 高精細高速光造形技術 / 樹脂表面めっき技術 / 次世代無線通信技術 / 高精細3Dプリンティング技術 / 機能性導波管 / Beyond 5 G・6G |
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| 研究開始時の研究の概要 |
UV硬化樹脂を用いた高精度3Dプリンター技術を生かして、次世代通信技術（beyond5G・6G)に必要とされる導波管デバイス技術を開発する。特に、Jバンド（220-325GHz）での方向性結合器（DC）、バンドパスフィルタ（BPF）等の単機能導波管デバイスの3D造形技術を確立し、また、Dバンド（110-170 GHz）では複数機能を集積化した導波管デバイスの実現を目標とし、
(1)3Dプリンターによるサブミリメータサイズの導波管構造の造形技術の確立
(2)電磁波伝搬特性を実現するための3Dプリンター造形物へのめっきを中心とした表面処理技術の確立
を目指す。
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| 研究実績の概要 |
次世代通信技術Beyond 5G, 6Gでは、キャリア周波数は100GHz以上が想定されており、その周波数での導波管やバンドパスフィルタ(BPF)、方向性結合機能(DC)導波管の実現が必要となるが、金属導波管では、サブmmの機械加工が必要で、実現は非常に困難である。そこで、自作のUV硬化樹脂（アクリル系樹脂）を用いた３DプリンタRECILSによるTHz帯導波管作製技術の確立を進めてきた。具体的には、[1] RECILS による1THz 導波管用造形技術の確立、[2] アクリル製造形面へのめっき技術の確立、[3] 導波管基本特性の評価、[4] サブミリ波帯DC、BPF の造形とその高周波化を進めた。
その結果、RECILSで造形した導波管の解像度、表面ラフネスは、加工法の最適化によって20μm程度に改善した。また、RECILSで造形されたアクリル製中空構造にめっきを施す技術を、長野県工業技術総合研究センター化学部、塚田理研工業（株）の協力で成功した。
作製した導波管の評価のため、UTC-PDをフォトミキサーとした挿入損失(IL)評価系を構築し、0.05dBの分解能を持つことを確認した。試作したストレート導波管を評価したところ、220～325GHz（Jバンド）全体で、IL<0.5 dB/inchが確認され、市販の低損失金属導波管と同程度のIL特性が確認された。また、ベント導波管、ねじれ導波管、スパイラス導波管を作製し、いずれもIL<1dB/inchが確認され、300GHz帯でのRECILS製導波管での伝搬特性は、市販の金属導波管よりも良好であった。さらに、JバンドでのBPF導波管を設計、作製し、同形状の金属製BPF導波管の特性とほぼ同じであることが確認できた。
以上の結果から、RECILSとめっき技術を組み合わせた300GHz帯導波管を確立し、当初計画以上の進展を得ることができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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