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株式会社AndTech

メタマテリアル・メタサーフェスの基礎と次世代通信に向けたアンテナ・反射板の開発動向および実験・評価

複数の透過型メタサーフェスとビームフォーミングを用いた28 GHz帯伝送実験で得られた伝送特性について紹介！

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49,500 円(税込)

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商品コード: ivWWSMOb

イベント概要

★2025年1月29日WEBでオンライン開講。大阪大学　髙原氏、東北大学　大野氏、株式会社NTTドコモ　須山氏の3名が、メタマテリアル・メタサーフェスの基礎と次世代通信に向けたアンテナ・反射板の開発動向および実験・評価について解説する講座です。

■本講座の注目ポイント

★複数の透過型メタサーフェスとビームフォーミングを用いた28 GHz帯伝送実験で得られた伝送特性について紹介！

カリキュラム/プログラム

【本セミナーの主題および状況・本講座の注目ポイント】

■本セミナーの主題および状況

★メタマテリアルとは、自然界の物質にはない特殊な性質を持つ人工的な素材であり、光を含む電磁波や音（音波）などの波動現象に対して人為的に制御することができます。

★三次元構造のメタマテリアルを二次元構造にしたものがメタサーフェスと呼ばれており、振幅、位相などの電磁波の特性を操作・制御するために使用することができます。

★5G Evolution & 6Gに向けては，無線アクセス性能の向上のため，空間領域で分散された新たな無線ネットワークトポロジ（New Radio Network Topology: NRNT）が検討されており、経済性の観点等からNRNTの要素技術であるメタサーフェス技術やReconfigurable Intelligent Surfaceが注目されており，実証実験も実施されております。

■注目ポイント

★メタマテリアルおよびメタサーフェスに関する基礎原理について系統的に解説！

★テラヘルツ波の位相制御について「モアレパターンを用いた手法」と「アンテナと導波路の立体的な配置による手法」を紹介！

★近年進展が著しい金属を用いない高屈折率媒質のみからなる誘電体メタサーフェスやメタレンズ、メタホログラム、完全吸収体などのメタサーフェスの応用例について紹介！

講座担当：牛田孝平

≪こちらの講座は、WEB上での開催のオンライン講座になります≫

【第1講】メタマテリアル・メタサーフェスの基礎原理

【時間】 10:30-11:45

【講師】大阪大学　大学院工学研究科物理学系専攻 / 教授　髙原　淳一　氏

【講演主旨】

　本講演ではメタマテリアルおよびメタサーフェスに関する基礎原理について系統的な講義を行う。はじめにメタマテリアルからメタサーフェスにいたる研究の発展をたどりながら、メタマテリアル・メタサーフェスのコンセプトとそれらを用いて何ができるかを概観する。メタ原子から構成される人工媒質であるメタマテリアルの動作原理について有効媒質の視点から述べる。次に、メタサーフェスの動作原理について学び、メタマテリアルとの違いを理解する。特に近年進展が著しい、金属を用いない高屈折率媒質のみからなる誘電体メタサーフェスについて詳しく述べる。最後に、メタレンズ、メタホログラム、完全吸収体などのメタサーフェスの応用例について時間の許す限り紹介する。

【プログラム】

１．イントロダクション
　1-1 メタマテリアルとはなにか
　1-2 メタマテリアルからメタサーフェスへ
　1-3 これまでのデバイスと何が違い、何ができるのか？

２．メタマテリアルの基礎原理
　2-1 メタ原子と有効媒質
　2-2 負の屈折率媒質（NIM）
　2-3 波動インピーダンス
　2-4 平面レンズ、完全レンズと短波長化

３．メタサーフェスの基礎原理
　3-1 一般化スネルの法則
　3-2 メタ原子による位相格子の分類とメタレンズ
　3-3 伝搬位相
　3-4 共振位相と光アンテナ
　3-5 幾何学的位相

4. ミートロニクスの原理
　4-1 ミー散乱理論とミー共振器
　4-2 電気双極子、磁気双極子、多重極子
　4-3 ホイヘンスメタサーフェス
　4-4 縮退臨界結合と完全吸収体

5．メタサーフェスの応用例
　メタレンズ、メタホログラム、完全吸収体、熱輻射エミッター

【質疑応答】

【キーワード】

メタマテリアル、メタサーフェス、光アンテナ、ミー共振、幾何学的位相、ミートロニクス、完全吸収体

【講演のポイント】

　近年、メタマテリアルとメタサーフェスに関する論文が多数出版されている。論文の洪水の中で、初学者は何を勉強したらよいかわからないかもしれない。
　本講演では基礎原理に基づきメタマテリアルとメタサーフェスについて系統的に学ぶことにより、しっかりとした基礎と本分野の考え方を身に着けることができる。これは応用においても役立つと考えられる。

【習得できる知識】

・メタマテリアル研究の大まかな流れ
・メタマテリアル、メタサーフェスの基礎原理
・メタサーフェスの応用例

【第2講】テラヘルツ波制御のための人工構造とその応用～二次元周期構造のモアレパターンに関係するモアレ型メタ表面およびアンテナと導波路の立体的な組み合わせ～

【時間】 12:45-14:00

【講師】東北大学　大学院理学研究科 / 助教　大野　誠吾　氏

【講演主旨】

　本セミナーでは、メタ表面に代表される人工構造による電磁波の制御手法について、特に位相制御に主軸を置いて講演する。メタマテリアル、メタ表面は、光の波長よりも小さい構造を三次元的もしくは二次元的に集積させることで新たな制御性を発現する構造として今世紀初頭から現在にかけて研究のすそ野を広げてきた。
　講演者はこれまでテラヘルツ(THz)帯のメタ表面や人工構造の示す機能性について研究を進めてきた。THz帯で機能を発現するこれらの構造は、光波帯に比べ比較的大きくてもよく作製手法の工夫が活かしやすい。また、THz波は電場の直接観測が可能であることから位相に対する効果の原理検証に本質的な強みを発揮する。
　講演では、THz波の位相制御手法として、二次元周期構造のモアレパターンに関係するモアレ型メタ表面、アンテナと導波路の立体的な組み合わせについて紹介する。このような位相制御技術と次世代無線通信技術（Beyond 5G/6G）の関係についても触れる。

【プログラム】

1. はじめに
　1-1. メタマテリアルとメタ表面
　1-2. テラヘルツ帯
　　1-2.1.テラヘルツ波とは
　　1-2.2.発生方法と測定方法
　1-3. 人工構造の作製手法

2. モアレ型メタ表面
　2-1. モアレパターンとは
　2-2. モアレ型メタ表面
　2-3. モアレパターンの設計方法
　2-4. モアレ型メタ表面の作り方
　2-5. モアレ型メタ表面により生じる制御性

3. アンテナ-導波路結合系
　3-1. 次世代無線通信とテラヘルツ波
　3-2. 位相の制御原理
　3-3. 原理検証のための構造
　3-4. 位相制御性の検証

4. まとめ

【質疑応答】

【キーワード】

テラヘルツ波、ベリー位相、ブルズアイアンテナ、2次元周期モアレ、トポロジー

【講演のポイント】

テラヘルツ波の位相制御について、モアレパターンを用いた手法とアンテナと導波路の立体的な配置による手法を紹介する。いずれも光と人工構造の幾何学的配置が制御性の原理であり、他の周波数帯でも応用可能である。

【習得できる知識】

電磁波の特性のうち主に位相を制御する手法の一つが理解できる。

【第3講】複数の透過型メタサーフェスとビームフォーミングを用いた28 GHz帯伝送実験（仮題）

【時間】 14:10-15:25

【講師】株式会社NTTドコモ　　6Gネットワークイノベーション部　無線アクセス技術担当部長　須山　聡　氏

【講演主旨】

※現在講師の先生に最新のご講演主旨をご考案いただいております。完成次第本ページを更新いたします。

　5G Evolution & 6Gに向けては，無線アクセス性能の向上のため，空間領域で分散された新たな無線ネットワークトポロジ（New Radio Network Topology: NRNT）が検討されている．また，近年，経済性の観点等からNRNTの要素技術であるメタサーフェス技術やReconfigurable Intelligent Surfaceが注目されており，実証実験も実施されている．高周波数帯においては，既存の置局を考慮すると，建物足元のエリア化が困難であるため，著者らはメタサーフェス技術を用いた新たな解決策の有効性を確かめるべく，28 GHz帯 5G基地局（Base Station: BS）及び端末（User Equipment: UE）を用いた伝送実験を実施した．BSのビームフォーミング機能により，電波を特定の方向に透過させる計5枚の透過型メタサーフェスにビームを選択的に当てることで，建物の足元に位置するUEに対して電波を到達させる．本実験では，ドコモR&Dセンタの建物内にBSを配置し，その先の窓ガラスに透過型メタサーフェスを貼り付け，屋外の台車に設置したUEを用いて伝送特性を測定した．本報告では，本伝送実験の概要を紹介し，実験で得られた伝送特性を明らかにする．

【プログラム】

※現在講師の先生に最新のご講演プログラムをご考案いただいております。完成次第本ページを更新いたします。

視聴期間/スケジュール

ライブ配信は終了しました。

2025/01/29 15:25 に終了

詳細

受講対象者の職種/職位

本テーマに関心のあるに携わる研究開発者・技術者・事業担当者

受講レベル

初～中級者向け
※受講レベルについて

受講についての補足

※領収書をご希望の方は、ご購入後にDeliveru（デリバル）にログインをして、領収書をダウンロードしてください。

※当講座では、同一部署の申込者様からのご紹介があれば、何名でもお1人につき16,500円で追加でお申し込みいただけます (申込者様は正規料金、お2人目以降は16,500円となります)。
2名以上の場合は、ファシオ・セミナー事務局までご連絡ください。

質問方法

セミナー担当 webinar@andtech.co.jp

配布資料

なし

※資料がある場合、動画の視聴ページからダウンロードができます。
※視聴期間の終了後はダウンロードできなくなります。

修了証の発行

なし

※「あり」の場合、動画の視聴ページからダウンロードができます。
※視聴期間の終了後はダウンロードできなくなります。

提供方法

Zoom配信

講師のプロフィール

講師名

第1部　大阪大学　大学院工学研究科物理学系専攻 / 教授　髙原　淳一　氏第2部　東北大学　大学院理学研究科 / 助教　大野　誠吾　氏第3部　株式会社NTTドコモ　　 6Gネットワークイノベーション部　無線アクセス技術担当部長　須山　聡　氏

経歴

第1部　大阪大学　大学院工学研究科物理学系専攻 / 教授　髙原　淳一　氏

1990年（平成2年）3月大阪大学基礎工学部電気工学科卒業
1992年（平成4年）4月日本学術振興会特別研究員(DC1)
1995年（平成7年）3月大阪大学大学院基礎工学研究科物理系専攻修了博士（工学）
1995年（平成7年）4月大阪大学基礎工学部電気工学科助手
1997年（平成9年）4月大阪大学大学院基礎工学研究科助手
2003年（平成15年）4月大阪大学大学院基礎工学研究科助教授
2007年（平成19年）4月大阪大学大学院基礎工学研究科准教授
2007年（平成19年）9月フォトニクス先端融合研究センター准教授（兼任）
2010年（平成22年）10月大阪大学大学院工学研究科精密科学・応用物理学専攻教授
2010年（平成22年）10月大阪大学フォトニクス先端融合研究センター教授センター長代理
2017年（平成29年）4月大阪大学工学研究科附属フォトニクスセンター教授（兼任）
2020年（令和2年）4月大阪大学大学院工学研究科物理学系専攻教授

第2部　東北大学　大学院理学研究科 / 助教　大野　誠吾　氏

第3部　株式会社NTTドコモ　　 6Gネットワークイノベーション部　無線アクセス技術担当部長　須山　聡　氏