テラヘルツ帯フェーズドアレイ無線技術岡田健一教授 (東京科学大学)

岡田健一氏による「6Gに向けたテラヘルツ帯フェーズドアレイ無線技術」に関する研究

次世代移動通信システム（6G）の実現を目指し、特にテラヘルツ帯（サブテラヘルツ帯を含む）の利用と、そのためのフェーズドアレイ無線機の開発に焦点を当てています。

この研究の主なポイントは以下の通りです。

💡 研究の概要

目的: 6Gで求められる100 Gbps超の超高速・大容量通信を実現するため、テラヘルツ帯に対応した無線技術の開発。
主要技術: CMOS集積回路技術を用いたテラヘルツ帯フェーズドアレイ無線機（トランシーバ）およびモジュール技術。
- CMOS技術を用いることで、安価で大量生産が可能となり、IoT/モバイル端末への搭載、ひいては6G通信のコンシューマー化が期待されています。

🚀 成果と特徴的な技術

岡田氏らの研究チームは、テラヘルツ帯フェーズドアレイ無線技術において、いくつかの世界初や最高速度を達成しています。

全二重サブテラヘルツフェーズドアレイ無線機の実現:
- 送信と受信を同時に行える「全二重通信」をサブテラヘルツフェーズドアレイ無線機で世界で初めて実現しました。
- これは、新提案のアンテナ構成と広帯域高精細移相器の導入により、高周波信号の自己干渉を大幅に低減することで可能になりました。
超高速通信の達成:
- 半二重通信モードにおいて、サブテラヘルツフェーズドアレイ無線機として当時最高の112 Gbpsの通信速度を達成しています。
小型・低消費電力化:
- 150 GHz帯の超小型・低消費電力アンテナ一体無線機モジュールを開発するなど、端末への搭載を見据えた小型化、高集積化を進めています。
オールCMOS 300 GHz帯フェーズドアレイ送信機:
- 増幅器、アンテナ、ビームフォーマを全てCMOSの同一チップ上に集積し、100 Gbps超のデータ速度を達成しています。

🌐 フェーズドアレイ無線機とは

フェーズドアレイ無線機は、多数のアンテナ素子を並べ、それぞれの信号の**位相（フェーズ）**を制御することで、電波のビームを特定の方向に集中させたり（ビームフォーミング）、高速で向きを変えたりできる技術です。

高周波帯域（ミリ波帯やテラヘルツ帯）では電波の直進性が強く、建物などの障害物や人の動きで遮られやすいため、ビームフォーミングによる信号強度の維持と、ビームステアリングによる瞬時の方向切り替えが不可欠となります。

岡田氏の研究は、この重要なフェーズドアレイ技術を、テラヘルツ帯でCMOS集積回路を用いて実現することに大きな進展をもたらしており、6G実用化の鍵となる技術の一つとされています。

PR:

	SSG6M80Aシリーズマルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器主な特長・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値）・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載・アナログ変調、パルス変調（オプション）・Coming soon

	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections. ・Coming soon
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches. ・Coming soon
	SDS8000Aシリーズオシロスコープ特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネルアナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー・波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート・最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量・デジタルトリガー・Coming soon