ミリ波・サブミリ波領域におけるフィンライン型超伝導ミクサの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11554006
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 小川 英夫 大阪府立大学, 総合科学部, 教授 (20022717)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水野 亮 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80212231) ; 堀中 博道 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (60137239) ; 米倉 覚則 大阪府立大学, 総合科学部, 助手 (90305665) ; 森下 弘之 ダイキン工業, 半導体機器部, 主任研究員 ; 田原 修一 NEC, 基礎研究所, 研究マネージャー
• Keywords: 超伝導 / ミリ波 / ミクサ / 逓倍器

Research Abstract

現在、国際的な協力の下に進んでいる大型ミリ波サブミリ波干渉計(ALMA)計画での使用を目的とする超伝導受信器の開発を行った。
この干渉計は、チリの5000mの高地に、80台のアンテナで構成される予定である。これらのアンテナのカセグレン焦点面に約10周波の受信器を配置し、さらに受信器はシングルサイドバンドで動作することが望ましいとされている。我々はこれらの条件を満足するものとして、ストリップ回路でミクサを開発する方式を開発した。
この受信器回路は「90度ハイブリッド結合器」、「180度ハイブリッド結合器」、「電力分配器」などの基本的なコンポーネントから構成される。これらの開発はまず、数GHzで動作するスケールモデルをガラスエポキシ基板に作る。次に2.5次元の電磁界解析CADソフトであるソネットで、そのスケールモデルの電磁界解析を行い、実際の測定結果(Sパラメータ、位相)と比較する。この方式で我々は、「90度ハイブリッド結合器」、「電力分配器」の開発に成功した。
こうして電波天文学用SIS接合を開発するための「設計(マスクデータ入力)→電磁界シュミレーション→スケールモデル→マスク作成→作成プロセス」という流れが開発に有効であることを明らかにした。この手法はミリ波コプレナー(共平面)導波管の回路設計を可能にし、さらに上記のすべての高周波回路をワンチップで実現する端緒となるものである。

Research Products

• [Publications] K.,Xiao,K.C.: "A 230 GHz Low Noise Subharmonically Pumped SIS Mixer"2000 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS2000) Digest. Vol.1. 573-576 (2000)
• [Publications] K.,Xiao,K.C.: "Low Noise SIS Receiver Development at Nagoya University"Proceedings of the 2000 China-Japan Joint Meeting on Microwaves. 293-297 (2000)