beyond5G/6G、人工知能(AI)結合に向けた電磁波シールド・電波吸収体の設計と特性評価

〖人工知能(AI)〗,〖5G/beyond5G(6G)〗, 〖自動運転(レベル3，レベル4)〗の結合があらゆる場所/場面で注目されている。一方，通信端末分野(スマホ)では，先駆けて〖AI〗”と〖beyond5G/6G〗の結合が実現されてきた。使われる情報量の増大と共に使われる周波数は “GHz” , “ミリ波”，“THz”と高周波数化が進むであろう。本講座では5G/beyond5Gのデバイス・基礎技術を紹介し、これらの誤動作を防ぐ“電波障害対策”に そして5G/6G 技術の完全な実現のために【電波シールド・電波吸収体】の技術を解説する。
メタマテリアル(古くはメタサーフェス)が, ミリ波からテラヘルツ波の電波吸収体・電波シールドにおける人工材料・人工表面として考えられ, 研究が盛んである。本報告では, 電波伝搬の基礎から5G/beyond 5Gのデバイスと,遠方界・近傍界用電磁波シールド・電波吸収体の設計及び評価, メタマテリアル・多層メタマテリアルによる電磁波吸収と電磁波シールドの設計及び評価をミリ波からテラヘルツまで中心に報告する。

１.５G/beyonnd5Gの世界
　1.1 移動通信システムの進化，ITSとは
　1.2 ５G/beyond 5Gの取り組み/研究戦略/ミリ波
　1.3 中国の５G事情/インドの５G事情
　1.4 自動車の電子機器の住み分け（パワートレイン，走行安全系，ボデー系，情報系）
　1.5 CASEとは/自動運転のレベル分け/現在のレベル３/AI搭載のレベル４の実現
　1.6 自動運転の車載LiDAR/RoboSense MEMS LiDAR
　1.7 自動車の電動化トレンド/磁気位置センサー/MEMSジャイロ
　1.8 ミリ波レーダの医療用応用

２.ミリ波実現のための高周波対策
　2.1 ミリ波の空間伝搬ロス
　2.2 高周波基板の変遷
　2.3 PackageはLCP/LTCC/フッ素樹脂か
　2.4 低損失材料マップ/高周波基板
　2.5 高周波基板用フッ素樹脂の改良/高周波特性（誘電率と誘電損失）
　2.6 ガラス基板/今最も注目
　2.7 RFフロントエンドの高周波フィルターの変遷/ミリ波フィルターの実現
　2.8 ノイズ対策部品/Lキャンセルトランス

３. 電波伝搬・ロッド・ループアンテナ周りの電磁界分布
　3.1 電磁波の入射・反射
　3.2 ロッドアンテナ近傍の電磁
　3.3 ループアンテナ近傍の電磁
　3.4 空間を伝搬する電磁波，電磁波の入射・反射

4．電波シールド効果と反射・吸収損失の導出
　4.1 媒質中の電波伝搬と電波シールド
　4.2 シェルクノフの式　
　4.3 反射損失、吸収損失の導出
　4.4 波動インピーダンス　
　4.5 遠方界のシェルクノフの式導出
　4.6 近傍界のシェルクノフの式導出
　4.7 反射損失，吸収損失，
　4.8 近傍界の磁界源近傍のシールド効果の改善　

5. シールド特性評価法（遠方界と近傍界）
　5.1 KEC法（近傍界）
　5.2 ストリップライン法（Rtp・近傍界）
　5.3 近傍電磁界プローブ法(近傍界)

6. 電波吸収体設計と評価
　6.1 単層電波吸収体設計
　6.2 広帯域電波吸収体（導電性不織布）(ミリ波)

７. 周波数選択（FSS）による電波シールドから電波吸収体への展開
　7.1 周波数選択表面（FSS）とは，メタマテリアルとの類似性
　7.2 ループフィルタ―特性，ループスロット型フィルター特性，ダブルスクウエア―ループ特性
　7.3 FSSの形状変化，Multi-layer FSSへ
　7.4 2多層メタル表面(メタマテリアル)を用いたMHz帯吸収体(Landy)
　7.5 多層メタル表面(メタマテリアル)を用いたTHz帯吸収体(Tao)
　7.6 多層メタル表面(メタマテリアル)を用いたMHｚ帯電波吸収体の設計（FDTD法、我々）
　7.7 テラヘルツ電波吸収体の設計

　　□質疑応答□

【略歴】
　1980年京都大学大学院博士課程修了
　1981年防衛大学校助手(電気工学教室)
　1984年9月カルフォルニア大学・バ－クレ－校
　　　　　 ロ－レンツ・バ－クレ－研究所客員研究員
　1987年防衛大学校講師(電気工学教室）
　1988年防衛大学校助教授(電子工学科）
　1994年防衛大学校教授(電気工学科）
　1999年防衛大学校教授(通信工学科)
　2014年防衛大学校定年退職、
　2014年大阪府大客員研究員(2014年～)
　2014年防衛大学校名誉教授
　2014年大阪府大客員教授(2014年～）
　2017年同志社大学非常勤講師(2017年～2019年）
　2022年大阪公立大客員教授(2022年～)

【専門】
　電子材料,通信材料,高周波材料,電波吸収体,電波シールド,強誘電体,圧電体,誘電体(MLCC)