低損失高速伝送のための負透磁率材料を用いた伝送線路設計理論の確立
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19K04521
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
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| Research Institution | Nagano National College of Technology |
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Principal Investigator |
中山 英俊 長野工業高等専門学校, 機械ロボティクス系, 教授 (10390452)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 表皮効果 / 高周波伝送線路 / 低損失 / 負透磁率材料 / Cu導体 / NiFe磁性体 / 円形多層伝送線路 / 異方性磁界 / バンドパスフィルタ / 表面粗化 / 電子デバイス・機器 / 磁性 / 省エネルギー / 電子・電気材料 |
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| Outline of Research at the Start |
次の3つの観点により系統的研究を行う。①多層構造伝送線路の電磁界設計理論に基づき、負透磁率材料による低損失効果を明らかにし、設計面から材料開発に必要な特性を提示する。②10GHz以上の周波数帯で負透磁率が得られる電気めっき製膜技術を開発し、磁性体／導体の多層構造の超低損失伝送線路を試作する。③高速伝送プリント配線における銅箔表面粗化に対する有効性を示すことにより、産業界が抱える表面粗化と損失のトレードオフを解消する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、強磁性共鳴周波数を超えた超高周波領域の透磁率応用分野を新たに開拓する研究として、負透磁率特性を活用した表皮効果抑制線路を提案するものであり、高速伝送線路の低損失化・低遅延化を目的としている。
表皮効果損失抑制の有効性を示すため、負透磁率材料を用いた多層構造伝送線路の設計理論を確立し、特に、プリント配線における銅箔表面粗化に対する有効性の検証を進めた。当研究で確立した円形多層構造および矩形多層構造の電磁界理論を用いることにより、種々の材料の積層構造に対して最も低損失となる膜厚を設計することができる。
令和5年度は、円形多層伝送線路に関する研究を継続し、伝送線路の導体損失、磁性体損失および誘電体損失を加味して伝送線路全体の損失を計算する理論を基に、Sパラメータを算出できるように拡張することができた。これにより、ネットワーク・アナライザなどを使用した実測結果との比較ができるようになった。磁性材料の膜厚、導電率および飽和磁化などが既知であれば、透磁率および異方性磁界が未知であっても、伝送線路の測定結果から逆算できるため、使用する磁性材料の形状磁気異方性を考慮した実効的な透磁率を測定することも可能となった。
また、外部磁場を印加するための後付けのソレノイドコイルを設置することができ、試作した円形多層伝送線路を用いて外部磁場を印加した測定実験を行うことができたが、測定データの信ぴょう性については、まだ検討中である。
研究実績として、国内学会で関連する研究発表1件を実施することができた。
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Report
(5 results)
Research Products
(13 results)
