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2021 年度 研究成果報告書

フレキシブルな非周期メタ表面を利用したポスト5G携帯基地局用アレイアンテナの開発

研究課題

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研究課題/領域番号 20K14798
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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

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)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
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
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。

自由記述の分野

電磁波計測

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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公開日: 2023-01-30  

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