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2018 年度 実績報告書

ミリ波~テラヘルツ帯積層薄板拡散接合導波管型高機能平面アンテナに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H01278
研究機関東京工業大学

研究代表者

廣川 二郎  東京工業大学, 工学院, 教授 (00228826)

研究分担者 永妻 忠夫  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00452417)
齋藤 美紀子  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (80386739)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードアンテナ / ミリ波 / テラヘルツ
研究実績の概要

(a1) アンテナ試作のエッチング・接合…ミリ波帯アンテナにおいて,軽量化のため,比重が銅に比べて約1/3のアルミニウム合金6063を検討した。銅に比べ溶けやすい,酸化しやすい等の問題を考慮した条件出しを行った。バルクでの導電率と比較して薄板積層の実効導電率が小さくなり,想定したアンテナ効率よりも低くなった。
(a2) テラヘルツ帯アンテナ試作の金属膜形成…金属膜の付きまわりや均一性,高導電性を目的に自己組織化膜を金属膜形成の前処理の検討を進めた。プロセス検討,断面の観察を行った。
(b1) ミリ波帯アンテナの測定…2017年度に構築したミリ波帯実験系を用いて,(c)で試作したアンテナの反射,近傍界分布を測定した。
(b2) テラヘルツ帯アンテナの測定…実通信環境でのアンテナ評価を行なうため,300GHz帯において,QPSKならびに16QAM変調方式を用いたシステムを構築した。QPSKについては,I/Q同時受信を実現した。また,600GHz帯への拡張を目指し,帯域300GHzを超えるフォトダイオードの開発を行い通信実験に成功した。
(c) アンテナの高機能化…アンテナを2次元にサブアレー化し,マジックTの縦続接続を用いて和,差ビームを2次元的に形成した。これを送受信に2つ用いて非遠方界領域の距離におき,複数ビーム間の2次元直交性から多重伝送を実現した。さらに,偏波共用アンテナと組み合わせることで,多重度を2倍にできた。放射部を簡素化し給電部だけを接合する構造を検討し,円偏波による実現,直交2直線偏波による実現,直線偏波における広帯域化に成功した。2x2素子を単位とする励振により約35度方向に生じる約-20dBのサイドローブを抑圧するスリット構造を検討し,H面のみあるいはE面,H面両方に適用した。73GHz帯での設計試作により約-30dBまでサイドローブを抑圧できた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

テラヘルツ帯アンテナの特性向上に関しては予定通りにはできていないものの,その他の検討項目であるミリ波帯アンテナの測定システムの構築,350GHz帯無線伝送システムの構築,積層薄板拡散接合導波管型平面アンテナの高機能化(直角座標系2次元直交直交性に基づく多重伝送を放射部の簡素化,サイドローブ抑圧)は計画通りに進捗しており,おおむね順調に進展していると判断する。

今後の研究の推進方策

テラヘルツ帯アンテナの特性向上に注力する。試作法の改良だけでなく,広帯域化にむけたアンテナ構造の改良にも行う。その他の検討項目に関しては,当初の予定通り,アンテナの高機能化(給電回路における素子広帯域化と薄型化,2面結合ハイブリッドとコルゲート導波管形移相器を用いた非遠方界2次元直交4多重伝送用ビーム切換回路の検討),350GHz帯近接無線へ適用による実用性の実証を行う。自己組織化膜を用いたテラヘルツ帯アンテナ用金属膜形成の試作を行い、接合や特性評価まで検討を進める。

  • 研究成果

    (52件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件) 学会発表 (43件) (うち国際学会 22件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] Royal Institute of Technology(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Royal Institute of Technology
  • [雑誌論文] Perpendicular-Corporate Feed in a Four-Layer Circularly-Polarized Parallel-Plate Slot Array2019

    • 著者名/発表者名
      IRIE Hisanori、TOMURA Takashi、HIROKAWA Jiro
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E102.B ページ: 137~146

    • DOI

      10.1587/transcom.2018EBP3058

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Over 300 GHz bandwidth UTC-PD module with 600 GHz band rectangular-waveguide output2018

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa T.、Ishibashi T.、Shimizu M.、Kato K.、Nagatsuma T.
    • 雑誌名

      Electronics Letters

      巻: 54 ページ: 705~706

    • DOI

      10.1049/el.2018.0932

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz integrated electronic and hybrid electronic-photonic systems2018

    • 著者名/発表者名
      Sengupta Kaushik、Nagatsuma Tadao、Mittleman Daniel M.
    • 雑誌名

      Nature Electronics

      巻: 1 ページ: 622~635

    • DOI

      10.1038/s41928-018-0173-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Low Temperature Flip Chip Bonding Using Squeegee-Embedded Au Nanoporous Bump Activated by VUV/O3 Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Fu Weixin、Kaneda Tatsushi、Okada Akiko、Matsunaga Kaori、Shoji Shuichi、Saito Mikiko、Nishikawa Hiroshi、Mizuno Jun
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 47 ページ: 5952~5958

    • DOI

      10.1007/s11664-018-6462-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Poly(N-vinyl-pyrrolidone) on Electrochemical Production of Cu Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Mikiko、Ishii Tomohiro、Fujiwara Hidemichi、Homma Takayuki
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 165 ページ: E50~E57

    • DOI

      10.1149/2.0921802jes

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of ZnO-Based Thermoelectric Micro-Devices by Electrodeposition2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Hinako、Yoshitoku Koichiro、Saito Mikiko、Takahashi Hidefumi、Terasaki Ichiro、Homma Takayuki
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 165 ページ: D417~D422

    • DOI

      10.1149/2.0021810jes

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrodeposition of Gold Electrode on Silicon Wafers for Submillimeter-wave Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Mikiko、SETO Hiroyuki、INOUE Yoshiyuki、HIROKAWA Jiro
    • 雑誌名

      2018 7th Electronic System-Integration Technology Conference, ESTC 2018 - Proceedings

      ページ: 8546341

    • DOI

      10.1109/ESTC.2018.8546341

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control for Au-Ag Nanoporous Structure by Electrodeposition and Dealloying2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Mikiko、Mizuno Jun、Koga Shunichi、Nishikawa Hiroshi
    • 雑誌名

      2018 7th Electronic System-Integration Technology Conference, ESTC 2018 - Proceedings

      ページ: 8546350

    • DOI

      10.1109/ESTC.2018.8546350

    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of the 2×2 Radiating Slots with the Perpendicular Corporate-feed Based on Method of Moments2019

    • 著者名/発表者名
      S. Ji, T. Tomura, and J. Hirokawa
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 半波長間隔スリット層を用いたE面配列導波管スロットアレー送受信アンテナ間のアイソレーション向上2019

    • 著者名/発表者名
      地頭所浩平, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 2×2素子を放射単位とする並列給電導波管スロットアレーアンテナのスリット層装荷によるEH両面サイドローブ抑圧の検討2019

    • 著者名/発表者名
      荒川遥香, 広川二郎, 戸村崇
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 2面結合ハイブリッドとコルゲート導波管形移相器を用いた非遠方界2次元直交4多重伝送用ビーム切換回路の設計2019

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 層厚が異なる構造を用いた350GHz帯並列給電導波管スロットアレーの広帯域化設計2019

    • 著者名/発表者名
      倉本航, 戸村崇, 広川二郎, and J. Oberhammer
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 導波方向の構造周期性を考慮したギャップ導波路のモード解析と散乱行列のモード表現2019

    • 著者名/発表者名
      江尻敬祐, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Measurement of a Perpendicular-Corporate Feed in a Three-Layered Parallel-Plate Slot Array2018

    • 著者名/発表者名
      H. Irie, T. Tomura, and J. Hirokawa
    • 学会等名
      IEEE AP-S URSI Intl. Symp.
    • 国際学会
  • [学会発表] Progress of 350GHz-band Corporate-feed Plate-laminated Waveguide Slot Array Antennas2018

    • 著者名/発表者名
      J. Hirokawa, T. Tomura, T. Nagatsuma, H. Seto, Y. Inoue, and M. Saito
    • 学会等名
      Progress in Electromagnetics Research Symp.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rectangular Coordinate Orthogonal Multiplexing Antenna System for Non-Far Region Communication2018

    • 著者名/発表者名
      J. Hirokawa
    • 学会等名
      Intl. Workshop Future Antennas
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Progress of Rectangular-Coordinate Orthogonal Multiplexing Antenna System for Non-Far Region Communication2018

    • 著者名/発表者名
      J. Hirokawa, T. Tomura, R. Ohashi, and K. Wada
    • 学会等名
      IEEE Conf. Antennas Measurements Appl.
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of a 2×2-Element for a Perpendicular-Corporate Feed Four-Layer Parallel-Plate Pair-Slot Array Antenna2018

    • 著者名/発表者名
      H. Irie, T. Tomura, and J. Hirokawa
    • 学会等名
      Intl. Symp. Antennas Propag.
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of a Dual-Polarized Slot Array Antenna with Monopulse Corporate-Feed Waveguides for Two-Dimensional Orthogonal 8-Multiplexing in the Non-Far Region2018

    • 著者名/発表者名
      K. Wada, R. Ohashi, T. Tomura, and J. Hirokawa
    • 学会等名
      Intl. Symp. Antennas Propag.
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of an 112×64-Element Corporate-Feed Hollow-Waveguide Slot Array Antenna2018

    • 著者名/発表者名
      S. Wai, T. Tomura, and J. Hirokawa
    • 学会等名
      Intl. Symp. Antennas Propag.
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppression of E-Plane Sidelobes Using Double Slit Layers in a Corporate-Feed Waveguide Slot Array Antenna Consisting of 2×2-Element Radiating Units2018

    • 著者名/発表者名
      H. Arakawa, H. Irie, T. Tomura, and Jiro Hirokawa
    • 学会等名
      Intl. Symp. Antennas Propag.
    • 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
      J. Hirokawa, T. Tomura, A. Hirata, and T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Asia Pacific Microw. Conf.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2×2素子を放射単位とする並列給電導波管スロットアレーアンテナのスリット層装荷によるH面サイドローブ抑圧の設計2018

    • 著者名/発表者名
      荒川遥香, 入江寿憲, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
  • [学会発表] 縮退分離六角形断面導波管円偏波放射開口アンテナの不要共振除去に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      和井秀樹, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
  • [学会発表] 垂直方向並列給電4層平行平板45度偏波スロットアレーアンテナの設計2018

    • 著者名/発表者名
      入江寿憲, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
  • [学会発表] 非遠方界2次元直交16多重伝送用モノパルス並列給電導波管スロットアレーアンテナの構成と設計2018

    • 著者名/発表者名
      和田健太郎, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信ソサイアティ大会
  • [学会発表] 垂直方向並列給電3層平行平板偏波共用スロットアレーアンテナ用2×2素子の設計2018

    • 著者名/発表者名
      入江寿憲, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信ソサイアティ大会
  • [学会発表] 2×2素子を放射単位とする並列給電導波管スロットアレーアンテナのスリット層装荷によるH面サイドローブ抑圧の検討2018

    • 著者名/発表者名
      荒川遥香, 入江寿憲, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信ソサイアティ大会
  • [学会発表] 縮退分離六角形断面導波管円偏波放射開口アンテナの不要共振除去2018

    • 著者名/発表者名
      和井秀樹, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信ソサイアティ大会
  • [学会発表] 半波長間隔スロットペア層を装荷した導波管スロットアレーアンテナによるE面エンドファイア方向放射抑圧の基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      櫻井壮一, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会通信ソサイアティ大会
  • [学会発表] モードマッチング有限要素法ハイブリッド解析を用いた76GHz帯におけるギャップ導波路の分散特性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      江尻敬祐, 戸村崇, 広川二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会エレクトロニクスソサイアティ大会
  • [学会発表] Terahertz Communications: Photonics vs. Electronics2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Fraunhofer Photonic Research Cooperation Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Advances in Terahertz Communications Enabled by Photonics and Electronics2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Terahertz Electronics Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 600-GHz-band Waveguide-output Uni-traveling-carrier Photodiodes and Their Applications to Wireless Communication2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma, T. Kurokawa, M. Sonoda, T. Ishibashi, M. Shimizu, K. Kato
    • 学会等名
      IEEE/MTT-S International Microwave Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Terahertz Communications2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, Student Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヘテロダイン検波による600 GHz帯2.5 Gbit/s無線リンク2018

    • 著者名/発表者名
      園田理人, 東本大樹, 木村 亮, 永妻忠夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] Advances in Terahertz Electronics and Photonics for Wireless Communications2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Optical Internet Workshop 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Terahertz Communications for Space Applications2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma, A. Kasamatsu
    • 学会等名
      Asia-Pacific Microwave Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photodetectors for Terahertz Applications2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Asia-Pacific Microwave Conference Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Terahertz Applications Enabled by Photonics2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Asia Pacific Radio Science Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Japanese Developments on THz Communications2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nagatsuma
    • 学会等名
      Second Towards TeraHertz Communications Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フォトニクス技術がもたらすミリ波・テラヘルツ波の応用と展開2018

    • 著者名/発表者名
      永妻忠夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会マイクロ波研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 集積回路技術がもたらすテラヘルツ応用の新潮流2018

    • 著者名/発表者名
      永妻忠夫
    • 学会等名
      IEEE MTT-S Kansai Chapter「テラヘルツ技術の最新動向と応用、今後展望」ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of preparation for Mn-Bi using electrodeposition and their properties2018

    • 著者名/発表者名
      M. Saito, and R. Y. Umetsu
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Dealloying Property for Electrodeposited Au-Ag Film2018

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Saito, Jun Mizuno, Shunichi Koga, and Hiroshi Nishikawa
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Supporting Electrolyte on Electrochemical Production of Cu Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Saito, Tomohiro Ishii, Hidemichi Fujiwara, and Takayuki Homma
    • 学会等名
      22nd Topical Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] HAMR emulation using plasmonic SERS sensor as near field transducer2018

    • 著者名/発表者名
      M. Yanagisawa, M. Kunimoto, M. Saito, and T. Homma
    • 学会等名
      ASME-JSME 2018 Joint International Conference on Information Storage and Processing Systems and Micromechatronics for Information and Precision Equipment, ISPS-MIPE 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁性Mn-Bi電析膜の作製検討2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤美紀子,梅津理恵
    • 学会等名
      学際・国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製 共同研究プロジェクト(6大学連携プロジェクト)第2回公開討論会
  • [学会発表] デアロイによる電析膜の腐食挙動2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤美紀子,古賀俊一,水野潤,西川宏
    • 学会等名
      学際・国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製 共同研究プロジェクト(6大学連携プロジェクト)第2回公開討論会
  • [学会発表] めっき反応およびめっき膜における添加剤の影響2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤美紀子
    • 学会等名
      日本溶接協会はんだ・微細接合部会

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公開日: 2019-12-27  

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