非放射性誘電体線路を用いた高性能ミリ波集積回路の研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452171
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 米山 務 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40006226)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒木 太司 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (30195581)
• Keywords: ミリ波集積回路 / 誘電体線路 / コプレ-ナ線路 / HEMT / ミリ波増幅器 / 方向性結合器 / 有限要素法 / 電磁界解析

Research Abstract

非放射性誘電体線路(NRDガイド)はミリ波帯で伝送損が小さく、また曲がりや不連続部で放射損がないので、ミリ波集積回路の構成に適した誘電体線路である。NRDガイドのこの特徴を利用して、これまで各種の回路素子が作られ、ミリ波集積化送受信器の試作にも成功したが、このNRDガイドに、近年開発のめざましいFETやHEMTなどの3端子半導体素子を装荷できれば、NRDガイドの有用性はより向上することになる。
本研究では、NRDガイドに3端子半導体素子を装荷する方法として、NRDガイドとコプレ-ナ線路を併用することを提案し、その応用例としてHEMTを用いたNRDガイドミリ波増幅器を試作し、所望の増幅特性を得た。3端子半導体素子の誘電体線路への装荷は始めての試みであり、これによりNRDガイド実用性が一段と拡大された。さらにNRDガイド方向性結合器、横しゃへいコプレ-ナ線路、NRDガイド回路の解析など、関連する分野の研究も大きく進展した。これらの成果は国内及び国際学会で発表され、さらに学術論文誌にも掲載された。
現在、さらに特性向上をめざして実験を継続しており、素子の多段装荷法を検討するとともに、この装荷技術を発振器やミクサなどにも応用し、NRDガイドミリ波集積回路の高性能化を進めている。本研究の具体的な実用例としては、自動車識別装置や自動車衝突防止レ-ダなど、交通管制のための短距離ミリ波通信網に上述の成果を活用し、社会の要求に応えて行く計画である。

Research Products

• [Publications] W.R.Artuzi Jr.: "A HEMT Amplifier for NRD Guide Integrated Circuits" The 3rd AsiaーPacific Microwave Conference Dig.8ー1. 147-150 (1990)
• [Publications] F.Kuroki: "NRDーGuide CenterーFed HーShaped Five Port at MillimeterーWavelengths" The 3rd AsiaーPacific Microwave Conference Dig.2ー2. 7-10 (1990)
• [Publications] T.Miyashita: "Suppression of Superious Modes in Dielectric Resonator Filters" The 3rd AsiaーPacific Microwave Conference Dig.14ー4. 311-314 (1990)
• [Publications] 米田 尚史: "仮想電界点を用いた有限要素法によるフェライト円盤共振器の解析" 電子情報通信学会論文誌CーI分冊. No10. 658-664 (1990)
• [Publications] 篠原 聡兵衛: "高誘電率材料を用いた非放射性誘電体線路の特異な伝送特性" 電子情報通信学会論文誌CーI分冊. No.11. 716-723 (1990)
• [Publications] ウイルソン アルトゥズィ: "横しゃへいコプレ-ナ線路の特性インピ-ダンスと等価誘電率" 電子情報通信学会マイクロ波研究会技術報告資料. MWー90ー68. 5-10 (1990)
• [Publications] 藤原 敏雄: "階段近似によるNRDガイドの結合特性の解析" 電子情報通信学会マイクロ波研究会技術報告資料. MWー90ー93. 99-104 (1990)
• [Publications] 藤原 敏雄: "階段近似によるNRDガイド結合器の解析" 電子情報通信学会秋季全国大会 第2分冊. Cー51. 389 (1990)
• [Publications] 和嶋 潔: "高誘電率NRDガイドの分散特性の磁気壁モデルによる解析" 電子情報通信学会秋季全国大会 第2分冊. Cー52. 390 (1990)
• [Publications] ウイルソン アルトゥズィ: "横しゃへいコプレ-ナ線路の特性インピ-ダンスと等価誘電率" 電子情報通信学会秋季全国大会 第2分冊. Cー58. 396 (1990)
• [Publications] 黒木 太司: "NRDガイド無反射終端の小型化" 電子情報通信学会春季全国大会 第2分冊. (1991)
• [Publications] ウイルソン アルトゥズィ: "ミリ波帯横しゃへいコプレ-ナ線路" 電子情報通信学会春季全国大会 第2分冊. (1991)
• [Publications] W.R.Artuzi Jr.: "A HEMT Amplifier for Nonradiative Dielectric Waveguide Integrated Circuits" IEICE Transaction APMC'90 Special Issue. (1991)