Pulse division multiplexing: development of EM-material-based communication devices and their communication characteristics

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無線通信における通信端末数やデータ流通量は急速に増加しており、伝送レートの更なる向上が必要である。一方、近年研究代表者は同一周波数でも波形（パルス幅）に応じて電磁応答を変化させる電磁材料メタサーフェスを開発した。本研究では同材料から構成されるパルス分割多重通信デバイスを実現し、新次元「パルス幅」に基づく多重化によって、伝送レートの飛躍的な向上を目指す。2022年度までは、まず提案デバイスの基礎となるメタサーフェスを数値解析によって設計・評価した。本研究ではAnsys社製Electronics Desktopにて利用可能な電磁界解析シミュレータHFSSに回路シミュレータCircuitを統合した協調解析手法をベースとした評価手法を用いた。本手法は一般的な電磁界解析手法のみと比較して、高速計算が可能であることから、メタサーフェスの物理的な寸法、回路パラメータを調整して電磁特性を向上することに適している。本手法を用いることで、提案手法は同時に到来する同一周波数の短パルスと長パルスを分離できることが分かった。また、本手法の実証実験を実施するため、本予算を用いてメタサーフェスを製作するとともに、カスタマイズされた方形導波管を新たに導入して評価した。任意波形発生器から生成された信号をオシロスコープとともに観測した結果、測定においても短パルスと長パルスを分離できることが分かった。本成果は国際学術論文誌へと投稿予定である（2023年度上半期に投稿予定）。