K²-SPRING修了生 李 波さんの論文がJournal of Lightwave Technologyにアクセプトされました。
おめでとうございます！
著者名
李 波、車 明、葉 聖鴻、楊 東東、 唐 浩嵐、三上 裕也、加藤 和利
所属学府
システム情報科学府 電気電子工学専攻
論文タイトル
光技術を用いた広帯域テラヘルツ無線の周波数非依存ビームステアリング
要約
光フェーズドアレイアンテナ（PAA）は、テラヘルツ（THz）帯における伝搬損失の課題に対する有望な解決策として注目されていますが、周波数依存性という特性により、広帯域THz無線通信やセンシング（例：THzレーダーシステムの周波数変調連続波（FMCW）やTHzセキュア通信の周波数ホッピングスペクトラム拡散（FHSS））において、周波数変化時にビームの歪みが生じるという制約があります。この課題を克服するために、本研究では、事前に較正されたフィードフォワード補償方式を用いた新しい光ビームステアリング技術を提案・実証しました。このシステムでは、OPA（光位相アレイ）とフォトミキサーを用いてアレイ素子の位相を個別に調整することで、周波数ホッピングやスイープ動作中でも安定したビーム方向を維持します。
実験結果により、従来のシステムと比較して、動作モード全体においてビーム強度の安定性が大幅に向上することが示されました。具体的には、キャリア周波数が290 GHzから305 GHzへホッピングする際、位相制御なしのシステムと比べて、ビーム強度の安定性が1.29 dB向上し、最小受信信号強度が1.62 dB増加しました。連続的な周波数スイープ動作では、ビーム指向性の変動が76.51%、ビーム幅の変動が67.65%削減されました。さらに、本技術は周波数変化に同期したビーム方向の切り替えを可能にし、周波数に応じたカスタムビーム方向の設定を実現します。このアプローチは、高セキュリティ通信、高分解能レーダー、高度センシングなど、PAA内での周波数変化が求められる次世代THzシステムの実現に向けた道を開くものです。
ジャーナル名
Journal of Lightwave Technology
関連するSDGs
SDGs 9 (産業と技術革新の基盤を作ろう)喜びの声 Comments
この研究は、PAA（光フェーズドアレイアンテナ）に内在する周波数依存性の制約を効果的に克服し、将来の広帯域無線通信およびセンシングシステムに不可欠な動的ビーム管理機能を実現します。
