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2017 Fiscal Year Research-status Report

超小型ミリ波無線機の研究

Research Project

Project/Area Number 17K06418
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

平野 拓一  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (60345361)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords小型 / 無線機 / ミリ波 / オンチップアンテナ / 低損失 / イオン照射
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、あらゆるものに通信機能を持たせるために、超小型・高速・低消費電力・低コスト無線機開発のための基礎技術を研究する。ミリ波では回路およびアンテナを小型化でき、さらに、オンチップアンテナは1mm以下程度のサイズにできるので、オンチップアンテナ搭載ミリ波帯CMOSチップは上記目標を実現する有力な候補の1つである。ミリ波帯CMOSオンチップアンテナの課題は、CMOS基板の損失が大きいことにある。CMOS基板の損失低減のために、H, Heなどのイオン照射技術が提案されている。
平成29年度はオンチップダイポールアンテナ近傍のみにイオン照射した際の損失低減効果について検討した。イオン照射なしの場合に比べて損失を減らせることがわかった。さらに、イオン照射したシリコン基板の導電率は直流の測定において大幅に低減されることがわかっていたが、比誘電率も変化してしまうのではないかという懸念があった。そのため、研究の協力を得てテラヘルツ帯にてシリコン基板の比誘電率測定を行った。比誘電率はイオン照射前に比べてわずかに減少することが確認できた。この結果は反射係数の周波数測定の実験と測定がずれることの理由の1つであると考えられ、今後のシミュレーションを用いた設計のために有益な知見が得られた。今後、さらにCMOS基板への漏えい電磁波を低減して損失を低減させるためにスルー・シリコン・ビア(TSV)を導入したシミュレーションを行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

部分イオン照射のシミュレーションと実験との比較は行ったが、スルー・シリコン・ビア(TSV)を導入したシミュレーションが完了していない。

Strategy for Future Research Activity

スルー・シリコン・ビア(TSV)を導入したシミュレーションを行い、当初予定通り伝搬の解析を行う。昨年度は、伝搬解析については予定に先行してMIMO, OAM等の理論検討を行っているので、当初計画に追いつく予定である。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Analysis of Effective Material Properties of Metal Dummy Fills in a CMOS Chip2017

    • Author(s)
      T. Hirano, N. Li, K. Okada
    • Journal Title

      IEICE Trans. Commun.

      Volume: Vol.E100-B, No.5 Pages: 793-798

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between Q factor and complex resonant frequency: investigations using RLC series circuit2017

    • Author(s)
      T. Hirano
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: Vol.14, No.21 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1587/elex.14.20170941

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 電磁界シミュレータ利用の勘所2017

    • Author(s)
      平野拓一
    • Journal Title

      電子情報通信学会誌

      Volume: Vol.100, No.5 Pages: 342-348

  • [Presentation] Gain Measurement of 60 GHz CMOS On-Chip Dipole Antenna By Proton Irradiation2017

    • Author(s)
      Takuichi Hirano, Ning Li, Takeshi Inoue, Hirochika Yagi, Kenichi Okada, Akira Matsuzawa
    • Organizer
      International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Education Materials of Electricity and Magnetism using MATLAB2017

    • Author(s)
      Takuichi Hirano and Jiro Hirokawa
    • Organizer
      The 2017 IEEE International Symposium on Radio-Frequency Integration Technology (RFIT2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 2つの等間隔円形アレーアンテナのMIMO固有モード伝送とOAM伝送の類似性2017

    • Author(s)
      平野拓一
    • Organizer
      電子情報通信学会マイクロ波研究会
  • [Presentation] 電磁界シミュレーションの導波管ポートにおける高次モードの影響2017

    • Author(s)
      平野拓一
    • Organizer
      電子情報通信学会マイクロ波研究会
  • [Presentation] Antenna Technology for Biomedical Imaging2017

    • Author(s)
      Takuichi Hirano, Takamaro Kikkawa
    • Organizer
      国際ナノデバイステクノロジーワークショップ2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 磁性材料・部品の最新開発事例と応用技術2018

    • Author(s)
      平野拓一(4.4節分担)他
    • Total Pages
      563
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4861047053
  • [Remarks] 研究紹介(平野拓一)

    • URL

      http://www.takuichi.net/research/

  • [Remarks] 電磁界解析(平野拓一)

    • URL

      http://www.takuichi.net/em_analysis/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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