準光学的共振器を用いたミリ波帯電力合成型固体発振器

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455146
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: ぺい 鐘石 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20165525)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 皓司 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30005326)
• Keywords: ミリ波 / 固体素子発振器 / 空間的電力合成 / 準光学的共振器 / 金属格子鏡

Research Abstract

本年度は、前年度までの共振器及び発振素子の特性評価に基づき設計した多素子電力合成型固体共振器を実際に製作し、複数個のダイオード及びGaAsトランジスタ(HEMT)を組み込んで、その発振特性を明らかにすることが、主な課題であった。以下に得られた研究結果について箇条書きに述べる。
1. HEMT素子を用いた金属格子鏡型発振器
(1)金属格子鏡型発振器設計のため新たに考案した等価回路を、10GHz帯で実験的に検証し、その正当性を実証した。
(2) 9個のHEMTを用いたコヒーレントな電力合成実験に10GHz帯で成功した。
(3)新たに開発したベアチップHEMT装着法の有用性を実験的に検証した。
2.共鳴トンネルダイオードを用いた金属格子鏡型発振器
100GHzを越える短ミリ波帯用発振器開発を目指し、共鳴トンネルダイオードを用いた金属格子鏡型発振器を製作し、ダイオード2個による70GHz帯での発振に成功した。この結果から、短ミリ波帯電力合成型発振器開発に金属格子鏡型共振器が有効であることが分かった。
ホーンアンテナ結合型発振器
25素子以下の高効率な電力合成型共振器としてホーンアンテナ結合型ファブリ・ペロ-共振器を提案、開発し、9個のガンダイオードを用いて、60GHz帯で430mWの最大出力を得た。
4.準光学的電力合成型発振器出力カプラーの開発
エバネッセント波結合型可変結合率カプラー及び光制御型高速ミリ波変調機能を付加したシリコンファブリ・ペロ-型出力カプラーを提案し、その有効性を40〜60GHzのミリ波帯で理論・実験的に証明した。

Research Products

• [Publications] ぺい鐘石: "ミリ波・サブミリ波帯可変結合型エバネッセント波カプラ" 電子情報通信学会論文誌C-1. n9-C-I. 370-377 (1996)
• [Publications] Jongsuck Bae: "An Optically Controlled Modulator Using a Metal Strip Grating on a Silicon Plate for Millimeter and Submillimeter Wavelengths" Conference Digest of 1996 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, San Francisco. 3. 1239-1242 (1996)
• [Publications] Tetsu Fujii: "Coherent Power Combining of Millimeter Wave Resonant Tunneling Diodes in a Quasi-Optical Resonator" Conf. Digest of 1996 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, San Francisco. 2. 919-922 (1996)