トップページ > なんでも探検隊 > 次世代を切り拓く 「ミリ波」 を使いこなそう

なんでも探検隊

次世代を切り拓く 「ミリ波」 を使いこなそう

2023年3月9日
宇都宮大学 工学部
基盤工学科・情報電子オプティクスコース

「ミリ波」と呼ばれる電波を知っていますか?

 スマートフォンやWiFiなどで使われるマイクロ波と呼ばれる電波よりも、周波数が高く、波長が短い電波です。専門的な定義では、周波数が30-300GHz、波長が10mm-1mmの電磁波がミリ波と呼ばれます。また、「ミリ波」は直進性が強く、大気や壁による減衰が大きいため、電波到達距離がマイクロ波と比較して短いという特長があります。ちなみに、マイクロ波は、周波数が0.3-30GHz、波長が100cm-1cmの電磁波です。マイクロ波は、様々な無線通信に利用されているため、電波資源は余裕がなくなってきました。そこで、新たな電波資源として、注目を集めているのが「ミリ波」です。

周波数利用状況のイメージ図周波数利用状況のイメージ図

「ミリ波」は、2020年春に商用サービスを開始した第5世代移動体通信(5G)で利用され始めました。さらに、2030年サービス開始予定の第6世代移動体通信(6G)では、より高性能な無線通信を実現するべく、「ミリ波」をより活用することが検討されています。

「ミリ波」は、無線通信技術だけでなく、センシング技術にも応用できます。例えば、完全自動運転を目指した衝突防止用ミリ波レーダ技術、空港など金属探知機に代わるセキュリティ技術、生体や血液などを非侵襲で計測する医療技術、農作物や乳飲料などの出来栄えを評価する農業IoT技術などへの応用も期待されています。

 しかし、「ミリ波」は、マイクロ波よりも周波数が数倍から数十倍以上高く、波長も短くなります。このため、回路寸法は非常に小さくなり、損失も増加するので、ミリ波を使いこなすのは、一筋縄ではいきません。

開発した低損失ミリ波フィルタとその特性開発した低損失ミリ波フィルタとその特性

 ミリ波を使いこなすには、高性能なミリ波回路だけなく、電気特性が優れた低損失なミリ波材料も必要になってきます。

 私たちは、ミリ波材料開発をサポートするために、各種材料の評価手法や低損失受動回路の研究開発を行っています。材料評価法開発では、プラスチックやセラミックなどの誘電体材料の比誘電率や誘電損失を高精度かつ高能率に測定するために、共振現象を活用した様々な評価方法を開発しています。さらに、開発した評価法を活用した低損失なミリ波伝送線路や超電導フィルタなどの受動回路の開発を行っています。

 これらの研究成果は、優れたミリ波向け誘電体材料や導体材料、さらには次世代ミリ波無線システムの開発に活かされ、皆さんが日々使用するスマートフォンの発展に寄与し、持続可能な豊かな社会の形成にも役立っていきます。

開発した誘電体材料評価システムと100GHz帯材料評価用共振器開発した誘電体材料評価システムと100GHz帯材料評価用共振器
※このページに含まれる情報は、掲載時点のものになります。

関連記事

2019-02-15

生レポート!大学教授の声

自分の目で見て、自分で考える力をつける

神戸大学工学部

2021-03-19

工学ホットニュース

人工神経網~モビリティ社会の情報の流れを作りそして制御するハードとソフトの融合技術~

名古屋工業大学工学部

2023-12-07

生レポート!大学教授の声

現代宇宙論の最新成果に関するアウトリーチ活動

福島大学共生システム理工学類

2018-08-24

おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

廃プラスチックをリサイクルしてみよう!

宮崎大学工学部

2020-02-21

おもしろ科学実験室(工学のふしぎな世界)

人工衛星の電波をキャッチしよう!

九州工業大学工学部

2020-09-25

環境への取り組み

海洋プラスチック動態のモデリング −海岸過程(漂着−再漂流)モデルの開発−

愛媛大学工学部

宇都宮大学
工学部

  • 基盤工学科(応用化学コース)
  • 基盤工学科(機械システム工学コース)
  • 基盤工学科(情報電子オプティクスコース)

学校記事一覧

なんでも探検隊
バックナンバー

このサイトは、国立大学55工学系学部長会議が運営しています。
(>>会員用ページ)
私たちが考える未来/地球を救う科学技術の定義 現在、環境問題や枯渇資源問題など、さまざまな問題に直面しています。
これまでもわたしたちの生活を身近に支えてきた”工学” が、これから直面する問題を解決するために重要な役割を担っていると考えます。