2022-12-07 香港城市大学(CityU)
・ CityU と中国・東南大学が、電磁波の方向、周波数や振幅の調整を可能にする、側波帯フリーの時空間符号化(STC)メタ表面アンテナを開発。
・ 振幅変調(AM)漏れ波アンテナ(LWA)と STC 技術を組合せた次世代アンテナとして、6G 無線通信に向けた ISAC(センシングシステムと通信システムの統合）における重要な役割を担う可能性がある。
・ 従来のアンテナでは不可能な構造・特性の変更を STC 技術で可能にし、卓越したユーザーフレキシビリティーを提供する。メタ表面の原子のスイッチングによる電流の制御で放射状態を切り替え、空間・周波数領域での複雑な波長操作を実現し、自由な放射パターンと高指向性のビームを発出する。
・ さらに、メタ表面での電磁波の時変調により発生する側波帯を導波管を活用して抑制し、高指向性ビームと安全な通信を達成。側波帯は放射された電磁波エネルギーの一部を有し、アンテナの通信チャネルに干渉して「スペクトル汚染」の原因となる。
・ STC メタ表面アンテナの放射ビームからのエネルギーは、固定・変動の両焦点距離に合わせることができるため、リアルタイム撮像や環境・フィードバックデータの走査レーダーとしての利用も可能。
・ 例えば、放射ビームで人体を走査し、その画像から創出した 3D ホログラムの画像を通じた携帯電話ユーザー間の会話や、従来のトランスミッタ構造よりも盗聴防止に優れた性能を提供する等、ISACや 6G 無線通信での活用が期待できる。
・ 本研究は、テーマベース研究スキーム下、香港政府研究助成金審議会（RGC)およびGuangdongHong Kong(広東省-香港） Joint Laboratory for Big Data Imaging and Communication.が支援した。
URL: https://www.cityu.edu.hk/research/stories/2022/12/07/novel-space-time-coding-antenna-developed-cityu-promotes-6g-and-secure-wireless-communications
＜NEDO海外技術情報より＞
関連情報
Nature Electronics 掲載論文(アブストラクトのみ：全文は有料）
Sideband-free space-time-coding metasurface antennas
URL: http://dx.doi.org/10.1038/s41928-022-00857-0
Abstract
Applications such as microwave wireless communications, optical light fidelity, and light detection and ranging systems require advanced interfaces that can couple guided waves from in-plane sources into free space and manipulate the extracted free-space waves. Spatiotemporally modulated metasurfaces can control electromagnetic waves, but such systems are typically limited to free-space-only and waveguide-only platforms. Here we report a 1-bit space–time-coding metasurface antenna that can extract and mould guided waves into any desired free-space waves in both space and frequency domains. The waveguide-integrated metasurface antenna also provides a self-filtering phenomenon that overcomes the issue of sideband pollution found in traditional spatiotemporally modulated metasurfaces. To illustrate the capabilities of the approach, we use the metasurface antenna for high-efficiency frequency conversion, fundamental-frequency continuous beam scanning and independent control of multiple harmonics.
