3.10.8.1

テラヘルツ連携研究室
室長

関根 徳彦

ほか6名

テラヘルツ帯の有効利用による快適な社会の実現■概要においては信号源の有する位相雑音の影響により位相情NICT内外と連携して、テラヘルツ波を利用した100報を用いる変復調方式の実現は難しい。加えて将来テラGbps級の無線通信システムの実現を目指したデバイス

ヘルツ無線の評価を行うテストベッド環境においては、技術や集積化技術、計測基盤技術等の研究開発を行う。

発生されるテラヘルツ信号の周波数の拡大及びその可変また、テラヘルツ帯等の超高周波領域における通信等に性も重要である。令和元年度は、帯域幅が制限された送必要不可欠である信号源や検出器等に関する基盤技術の信機を複数台組み合わせることで一つの超広帯域信号を研究開発を行う。これらの研究開発成果を基に、テラヘ発生させる手法の検討を実施した。広帯域なテラヘルツルツ帯における無線通信技術及びセンシング技術の実用無線システムにおいては、その動的な強度・位相特性を化を目指した標準化活動の推進に貢献する。

評価するには広帯域な実信号を用いることが唯一の手法令和元年度は、テラヘルツ無線テストベッドや、テラであるため、超広帯域信号の生成技術はテストベッドのヘルツスペクトラム計測のための基盤技術を重点課題と実現に必要不可欠である。そこで変調速度80 Gbaudのして研究開発を推進し、研究開発成果を最大化するためシングルキャリア多値変調信号（帯域幅85 GHz）をデの業務として、ITU-RやIEEE802等のテラヘルツ国際標ジタル信号処理により周波数帯域を 3 分割し、帯域幅準化活動を推進した。

45 GHz以下の送信機 3 台にそれぞれの信号を割り振り送信、受信器で一括受信することで一つの広帯域信号と■令和元年度の成果して復調する方式を検証した。図 1 にそのシステム模

1 ．テラヘルツ無線テストベッド基盤技術

式図とスペクトル配置を示す。復調した受信信号は広帯100 Gbps級のテラヘルツ通信技術実現のため、最先域送信機 1 台で送信した場合と比較して特段の劣化が端光ファイバ通信技術を援用したファイバ無線技術によ見られず帯域分割による広帯域信号発生が可能であるこるテラヘルツ波信号発生技術の検証を行っている。超大とが示された。本技術を効果的に援用することで、従来で容量テラヘルツ通信の実現にあたり、利用可能帯域が広は実現不可能であった超広帯域信号の生成が可能であり、いテラヘルツ帯といえども周波数利用効率の高い変復調将来超高速・超広帯域基準信号の生成可能性を示した。

方式（例えば 4 値位相遷移変調や16値直交振幅変調など）の適用が肝要であるものの、一般的にテラヘルツ帯

2 ．テラヘルツスペクトラム計測基盤技術
スペクトラム計測においては、電波法の定めるスプリアス特性を計測可能とするため、オクターブ（0.3–0.6THz）の超広帯域とする。この帯域を 1 台の計測装置で担いながら、これまでにない高速、高精度で、スペクトラム計測を可能にする基盤技術の確立を目指している。
これを実現する方法のひとつとして、計測周波数帯域をいくつかの帯域に等分割するフィルタバンクを用いてマルチバンド化し、周波数コムを局部発振波とすることで、分割した周波数帯のそれぞれを同時に計測することを提案している。このための要素技術のうち、フィルタバンクについては平成28年度に400 GHz帯において設計どおりに動作させることに成功した。フィルタバンク

図1140

 域分割による超広帯域信号生成技術：システム模式図とス
帯
ペクトル配置からの信号を中間周波数（IF）にダウンコンバートする
IFアンプ集積型ミキサについて平成29年度に試作し、IF3.10.8

テラヘルツ研究センター

帯域の広帯域化に成功するなど設計指針を得た。平成

導電率などを考慮した計算予測通り、比較的低いことが30年度は、高精度光周波数コムを利用したサブミリ波確認された。また、LOを458 GHz, 462 GHzとシフトさ帯周波数コム発生に成功した。令和元年度は、これまでせるとIFの低周波側から帯域が制限されている様子が見開発した要素技術を用いてマルチバンドスペクトラム計て取れることから、マルチプレクサが適切に動作してい測の原理確認実験を実施した。図 2 （a）に、本実験にると考えられ、テラヘルツスペクトラムの広帯域高速計用いた 3 バンド用のスペクトラム計測実験系を示す。

測技術の実現に向け、重要な実証結果を得た。

ホーンアンテナとマルチプレクサ（Ch. 1：455–480GHz, Ch. 2：430–455 GHz, Ch. 3：405–430 GHz）に加3 ．国際標準化活動
WRC-19議題1.15「275–450 GHz周波数領域の陸上移ンプモジュールが取り付けられた構成となっている。本動業務応用と固定業務応用への特定」に従った標準化活実験では、原理確認として、 1 チャンネル分（Ch. 2）動を行い、令和元年度において下記の結果を達成した。

を 評 価 し た 結 果 を 示 す。 図 2 （b） は、LOと し て①ITU-R WP1A（ ス ペ ク ト ラ ム 工 学 技 術 ） に お い て、454 GHzを入力した際のシステムの雑音温度の測定結果

ITU-RレポートSM.2450「275–450 GHz周波数領域にであり、ミキサはRF：432–452 GHzに対してシングルおける陸上移動業務応用／固定業務応用と受動業務と

サ イ ド バ ン ド（SSB） 動 作 し て い る。 同 図 の と お り、の共用検討結果」を完成させた。

IF：3–17 GHz上で約200 Kの雑音温度特性を得た。別の②APG19-5（APTのWRC-19準備会合）においてWRC-実験から、ダブルサイドバンド（DSB）ミキサ単体での19議題1.15に関するAPC（APT共同提案書）を完成さ

雑音温度は同周波数帯で80 K程度であったため、マルせ、WRC-19にAPTから入力させることができた。

チプレクサの導波管損失は、その材質のアルミニウムの③WRC-19においてAPTコーディネーター、CEPTコーディネーターとの連携により、図 3 に示す 4 つの帯域（275–296 GHz, 306–311 GHz, 318–333 GHz, 356–450
GHz）を陸上移動業務応用と固定業務応用に特定する新脚注を無線通信規則に追加することができた。
ま た、 無 線 機 器 の 標 準 化 を 進 め て い るIEEE（TheInstitute of Electrical and Electronic Engineers）802標
準委員会においては、短距離WPAN（Wireless PersonalArea Network）システムで初めての300 GHz帯無線標準規格であるIEEE std 802.15.3dが平成29年10月に出版されたが、平成30年度においても引き続き将来的なテラヘルツ無線機器規格について意見交換が行われ、平成 3 0 年 7 月 か ら は、 担 当 グ ル ー プ で あ るTerahertz
Interest Groupが改組されて、Technical Advisory GroupTerahertz（TAG THz）となり、令和元年度も引き続きテラヘルツ研究センター長の寳迫 巌が同グループの副

図2

 a）3バンド受信機の評価系のコンセプトとクライオスタ（ット内部の写真、（b）Ch.2のフィルタ特性と各LO周波数における受信機雑音温度

図3

議長として参画している。上記のWRC-19の結果を受けて、IEEE std 802.15.3dの周波数テーブルの修正を行う予定である。

WRC-19で特定された周波数帯と脚注5.565で特定されている受動業務の周波数帯比較

1413●ソーシャルイノベーションユニット

え、三つのRF出力ポートに各々LOカプラとミキサーア