2020/01/28
庆应义塾大学
国立研究开発法人情报通信研究机构
庆应义塾大学理工学部物理情報工学科の門内靖明専任講師のグループは、国立研究开発法人情报通信研究机构（NICT）の笠松章史上席研究員、渡邊一世主任研究員と共同で、テラヘルツ波をプローブとする小型?高分解能のレーダを開発し、それを用いて人の胸部表面に現れる心拍の動きを衣服越しに非接触計測できることを実証しました。
电波と光の中间の波长を持つテラヘルツ波をレーダとして応用すると、电波よりも分解能が高く、光よりも媒质透过性が高い计测が可能になります。しかし、レーダの重要な要素であるビーム走査に必要なフェーズシフタ、および送受信波分离に必要なサーキュレータをそれぞれテラヘルツ帯で実装するために适した低损失材料が未だなく、レーダの小型化は困难と考えられてきました。
今回、研究グループは、テラヘルツ波の导波路构造に工夫を取り入れ、中央给电构造による励振モードの対称性と、导波路内外の波动结合指向性の対称性とを组み合わせることで、フェーズシフタもサーキュレータも用いることなくビーム走査と検波とを同时に実现できることを示しました。そして、周波数扫引によって得られるデータを処理することで対象物の方向?距离?速度を算出する手法も併せて开発し、レーダとして机能することを実証しました。この成果により、近年车载応用をはじめ急速に普及が进んでいるミリ波レーダよりも大幅に小型で高分解能のレーダを実现する具体的な道筋が明らかになりました。
また研究グループは、开発されたレーダを用いて、人の胸部に生じる心拍の动きを衣服越しに非接触计测し、心电図と同期した详细な动きを捉えられることも実証しました。これにより短时间で简便に、卫生面やプライバシー上の悬念も和らげながらヘルスチェックを行える可能性が拓かれます。
本研究は、総務省戦略的情報通信研究開発推進事業SCOPE（165103002）、および戦略的創造研究推進事業さきがけ（JPMJPR18J9）の一環として行われ、その成果は2020年1月27日（英国時間）に英国科学誌Nature Electronicsに掲載されました。
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