| 研究課題/領域番号 |
25420359
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
新井 宏之 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (00193053)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | アンテナ / 光アンテナ / 漏れ波アンテナ / ビーム操作アンテナ |
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| 研究概要 |
光波帯での超高速無線データ伝送を実現するために，アンテナの指向性を高速にスキャンすることのできる光アンテナが有望であり，その研究の第一段階として， 広い角度領域に渡って鋭い指向性を電気的にスキャン可能なアンテナの検討を行った．このアンテナとして，レーダー等に用いられる周波数を変えることで指向性の方向を制御する漏れ波アンテナを候補として，このアンテナを光領域で実現するため，まず，シミュレーションにより，漏れ波導波路に適した誘電体導波路の設計と広角なビーム走査を可能とするアンテナと給電回路の構成について検討を行った．
漏れ波導波路に適した誘電体導波路の設計として，導波路に誘電体線路を用いた漏れ波アンテナの設計を行い，広角なビーム操作のためには．1000nmもの波長可変が必要であることを明らかにした．しかし，レーザーの波長可変限界は100nm程度であるので，アンテナに必要な波長の可変範囲を10分の1に低減できる新たな構造の漏れ波アンテナとして，複数の放射方向を持つ素子アンテナをスイッチにて切り替える構造を見出し，アンテナの正面方向から±60度の広い範囲においてビームをスキャンできることを示した．
この漏れ波アンテナのビーム走査角を広範囲とするために2つの異なる導波路を逆向きに接続する給電回路の検討を行うとともに，マッハツェンダー型のスイッチング回路を新たに設計し，波長の可変範囲を限定したアンテナ構成でも十分広角なビーム操作ができることを明らかにした．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
初年度の目標として設定した，広角にビーム操作可能なアンテナおよびその給電構造の見当について，目標とする特性が得られる見込みがあることをシミュレーションにより明らかにした．さらに，光デバイスの専門家と討論により，アンテナ製作に適した導波路材料や加工方法を考慮した光アンテナ構成を見出し，その設計を行った結果，試作可能な構造で広角なビーム操作が実現できることが明らかになったので，初年度の目標を達成するとともに，製作についての検討も行えたことは，当初の計画以上に進展してると判断できる．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の第二段階として平成26年度はマイクロ波帯へのスケールダウンした試作モデルの検討を行う予定であったが，ファンダリーを利用した光領域での試作が可能であるため，光領域での試作を目指した再設計を行うとともに，放射方向についてアンテナを構成する平板状線路に対して垂直方向であったものを同一面内でのビームスキャンが可能となる構造についても検討を行い，より実用性に優れた光ビーム操作アンテナの実現を目指す．
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