発振素子を高密度集積化した準光学的ミリ波多素子出力合成器

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750419
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 佐薙 稔 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (80226026)
• Keywords: マイクロ波・ミリ波 / 出力合成 / Fabry-Perot共振器 / 軸対称TEM_<01n>モード / 素子-電磁界結合

Research Abstract

ミリ波固体発振器の出力の増大のためには多数の固体発振素子の出力を合成する必要があるが、本研究では準光学的共振器の1種である平面鏡と凹面鏡で構成されたFabry-Perot共振器を用いた電力合成を行なった。高効率な電力合成のためには発振素子と電磁界との結合が均一であることが必要であるので、素子を同一円周上に等間隔に配置し、電力合成用電磁界としては軸対称なTEM_<01n>モードを用いた。その際に隣の素子との間隔が約半波長であることが、高効率な合成を行なうための条件であることが明らかになっている。従って、より多くの素子の出力を合成するために誘電体基板内に素子を装荷することを試みた。誘電体内では波長が短くなるので、素子間隔を半波長に保ったままで、物理的な距離を短くできるので、合成素子数の増加が可能となる。
基本的な特性を明らかにするために10GHz帯で実験を行なった。誘電体基板に穴を開け、そこにガイダイオードを埋め込み、その誘電体を平行平板導体ではさむ構造を採用した。この平行平板導体を通して、ダイオードに直流バイアスを供給する。誘電体は平行平板導体ではさまれているので、ラジアル線路を構成していることになる。素子から発生した電磁波はラジアル線路中を伝搬する。これを同軸線路に変換し、平面鏡上に設けられた開口部から、Fabry-Perot共振器を励振させる。出力は平面鏡上に設けられた円筒導波管を用いて外部に取り出している。比誘電率2.33の誘電体基板に16個のガンダイオードを装荷し、素子マウント部の構造を調整した結果、素子の出力をほぼ完全に合成することに成功した。

Research Products

• [Publications] 佐薙 稔, 糸賀 俊英, 山本 栄二, 野木 茂次: "誘電体基板内に素子を装荷した軸対称型Fabry-Perot発振器" 電子情報通信学会技術研究報告. MW97-25. 55-60 (1997)
• [Publications] M.Sanagi, T.Itoga, S.Nogi: "Axially Symmetrical Fabry-Perot Oscillator with Multiple Devices Inserted in Dielectric Substrate" 1997 Asia-Pacific Microwave Conf. Proc.1. 337-340 (1997)