2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a 100GHz band measurement system: High sensitivity, high accuracy and high efficiency dielectric evaluation
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20K04559
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
清水 隆志 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (80500397)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 材料計測 / 誘電体 / 複素誘電率 / 空洞共振器 / ミリ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、Beyond 5G/6Gといった次世代通信技術で検討されているＷ帯（75-110 GHz）における高度な電子機器デバイス開発の根幹を成す要素技術の一つである、100 GHz帯の誘電体材料評価技術を構築することを目的としている。
2023年度においては、2021年度に設計し、2022年度に試作業者に依頼していた軸方向分割100GHz帯TM0m0モード空洞共振器が3組完成し、その特性評価を行った。その結果、いずれの共振器も設計値通りに製作出来ていることを共振周波数の測定値より確認した。また、熱拡散接合を採用することで、軸方向分割においても、目標性能指数Q値4000以上が得られる100GHz帯材料評価用共振器が実現できることを実証した。一方で、2021年度に製作し、その後機械的歪が生じた径方向分割50GHz帯TM0m0モード空洞共振器は、歪みの修復に努めたものの、当初特性までの回復には至らなかった。
そこで、目標性能を達成した軸方向分割100GHz帯TM0m0モード空洞共振器を用いて、熱可塑性樹脂丸棒の複素誘電率評価を行い、100GHz帯における誘電特性を明らかにするとともに、遮断円筒導波管法や円筒空洞共振器法による誘電体材料の複素誘電率評価結果をもとに拡充し続けてきた複素誘電率データベースと本評価結果を比較することで、100 GHz帯棒状誘電体材料評価技術の有効性を実証した。なお、本評価技術の測定精度は、比誘電率に関して±3%程度、誘電正接に対して±5%程度であり、比誘電率10以下、誘電正接0.01以下の材料に対する目標測定精度をいずれも達成した。本技術の開発により、次世代通信技術に適用可能な各種誘電体材料の開発の加速が期待できる。
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