2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research and Development on On-chip Wideband Filtering Antennas for Millimeter-wave-band High-speed Wireless Communication
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16K18101
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
大平 昌敬 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60463709)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アンテナ / フィルタ / フィルタリングアンテナ / ミリ波 / マイクロ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
広帯域フィルタリングアンテナ（フィルテナ）を実現すべく、本研究課題の最終年度は準ミリ波帯での広帯域フィルテナの設計開発に注力し、以下の研究実績を上げた。
(I) 準ミリ波帯広帯域フィルテナの設計開発：昨年度設計開発したマイクロ波帯フィルテナの構造と設計法を活用して、最終年度は準ミリ波帯広帯域平面フィルテナの設計を行った。昨年度開発した広帯域フィルテナの設計法に則って、中心周波数26.3GHz、比帯域幅20％、共振器5段（最終段はパッチアンテナ）の設計仕様の下で設計した結果、帯域内リターンロス10dB以上が得られ、広帯域にわたって優れたインピーダンス整合を実現した。
(II) 単向性広帯域フィルテナの設計開発：昨年度提案したフィルテナの構造では、広帯域特性に必要なアンテナの低放射Q値を得るために、アンテナ背面のグラウンド板に開口を設けていた。そのため、単向性の放射パターンが得られないという問題があった。最終年度は、その問題を解決するために、低放射Q値を維持しながら、単向性の放射パターンが得られるフィルテナの構造を提案した。中心周波数4GHz、比帯域幅20％、共振器5段（最終段はパッチアンテナ）の仕様で設計したフィルテナを試作・測定した結果、電磁界シミュレーション結果と測定結果で非常に良い一致を得ることができた。
(III) 有極形フィルテナの設計開発：フィルテナの特徴は、アンテナの放射機能だけでなく、フィルタとしての周波数選択機能も持ち合わせている点である。そこで、より急峻な周波数選択特性を実現するため、通過域の両側に伝送零点（減衰極）を実現できる有極形フィルテナの構造を提案し、その設計を行った。その結果、設計仕様通りの周波数点に伝送零点を生成することに成功した。
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