Beyond 5G/6Gへ向けたテラヘルツ無線通信の最新動向

第1部 Beyond 5G/6Gに向けたテラヘルツ無線システムの開発動向

(2020年5月28日 10:00〜14:15)※途中、昼食休憩含む

　国内外で5Gのサービスがはじまりつつあり、様々なアプリケーションへの応用が期待されています。広いエリアをカバーするサブ6と高い性能を実現するミリ波を組み合わせた形でのスタートとなりますが、さらに将来を見越して、ミリ波やさらに高い周波数を用いたサービスを面的に展開することを可能とするBeyond5G/6Gに関して議論がはじまりつつあります。ユーザと基地局を結ぶ無線接続の性能向上はもちろんのこと、無数の基地局をつなぐネットワークに対する要求性能も極めて高いものになります。 　本講座ではテラヘルツ波を発生・検出する技術に加えて、光ファイバによる有線ネットワークと電波による無線ネットワークを高度に融合させてテラヘルツを自由に操ることの可能とする光無線融合技術の研究動向についても紹介します。これらの研究開発は現在進行中ですが、関連する先端技術は鉄道や空港などのインフラや電波天文などの先端科学の分野では実用化が進みつつあります。ハイエンド技術が将来の身近な技術を先導する実例として、これらの動向を説明しつつ、将来技術を予測してみたいと思います。

1. 光電波融合ネットワーク
   1. 移動通信システムとネットワーク
   2. 面的拡大への課題
   3. 5Gネットワークの特徴
2. Beyond 5G/6Gに向けた国内外の動き
   1. 莫大な数のアンテナをつなぐネットワーク
   2. 国内外の研究動向
3. ネットワークで電波を送る
   1. 光ファイバで無線波形を送る
   2. デジタルとアナログの境界
   3. センサーとの融合
4. 交通インフラ向けシステム
   1. 光ネットワークとミリ波レーダー融合技術で滑走路監視
   2. 高速鉄道向け100GHz通信システム
5. テラヘルツ無線システム実現のための最新技術
   1. デバイス開発の動向
   2. 光技術との融合
   3. 測定技術の進展
• 質疑応答

第2部 共鳴トンネルダイオードを用いたテラヘルツ波無線通信技術

(2020年5月28日 14:30〜16:30)

　共鳴トンネルダイオードはテラヘルツ光源の有力な候補として、現在、国内外に研究が広まっています。デバイスサイズは1mm角以下と小さく、室温・省電力動作が可能であり、高速変調機能や周波数可変機能を有することから、ポスト5Gで導入が検討されるテラヘルツ無線通信への利用や、レーダーイメージングを用いたセキュリティ・検査装置など様々な応用への展開が期待されています。 　本講座では、共鳴トンネルダイオードテラヘルツ発振器の基本的な原理から、どのように高性能化が行われたのかなどの進展、および、実際に無線通信などのテラヘルツ応用に利用した場合の特性などについて解説し、最後に今後のテラヘルツ分野の展望について議論していきます。

1. 共鳴トンネルダイオードテラヘルツ発振器
   1. 共鳴トンネルダイオードの動作原理
   2. 共鳴トンネルダイオードテラヘルツ発振器の基本構造と発振原理
2. デバイスの高周波化・高出力化
   1. 高周波化に必要な要素
   2. 層構造および共振器改良による高周波化
   3. 単体高出力化のための構造
   4. アレイによる出力合成
3. デバイスの高機能化
   1. 高速変調特性
   2. 周波数可変発振器
4. 共鳴トンネルダイオード発振器を用いたテラヘルツ無線通信とその他の応用
   1. OOK変調を利用した650GHz帯無線通信
   2. 周波数・偏波多重
   3. レーダーイメージングなどへの展開
• 質疑応答