異種誘電体層の電磁結合によるテラヘルツ波透過性制御とシートＬＡＮ通信への応用

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本研究の目的は、異なる微小金属パタンを周期的に配置した2つの機能性誘電体層を近接配置した際に生じる電磁カップリング現象を解明し、異種機能性誘電体層の近接によるテラヘルツ波の透過性制御を可能とすることにより、この機能性誘電体層を利用したテラヘルツ帯超高速LANシート通信を実現することである。本年度は、導波管―誘電体シート変換部の接続部の形状の改善により、約4dB挿入損失を低減することができた。この変換部の使用により、10dB/m@120GHz 以下の伝送損失を達成する見込みを得た。更なる伝送損失の低減を実現するため、中空導波管の上部の金属面の一部をメタマテリアル集積ガラス基板に置き換えることにより、導波管単体では低損失での伝送を実現し、ガラス基板に異種誘電体層を接触させた場合は、異種誘電体層に導波管内を伝搬する信号の一部を導波可能であり、その異種誘電体層に受信機を接続することにより、10Gbps伝送が可能であることを実証した。石英基板上にサイズの異なる split ring resonator (SRR)を複数実装した試料の透過特性の評価、電磁界解析の実施により、隣接したサイズの異なるSRR間での磁気結合、電気結合のメカニズムを明らかにした。MIMO 多重伝送に向けて、複数の入出力ポートを有する誘電体層を試作し、各ポートでの伝送特性を計測した。計測した MIMO伝搬チャネル行列よりチャネル伝送容量を算出し、MIMOによる伝送容量向上を確認した。さらに、円筒状の誘電体導波路の断面に複数のアンテナを設置し、各アンテナに所定の位相差の信号を入力することにより、円筒状誘電体導波路の管壁に軌道角運動量（OAM）の異なるモードでの多重伝送が可能であり、各モードに異なるデータ信号を重畳することにより、データ伝送容量の拡大が可能であることをシミュレーションにより実証した。