2014 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンCMOSチップ背面厚膜絶縁体上ミリ波アンテナの高機能化に関する研究
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25249055
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
廣川 二郎 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00228826)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アンテナ / ミリ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(a)平衡給電構造の検討:平行二線給電構造を組み込んだシリコンチップ厚膜絶縁体上板状ループアンテナを試作した。また，測定のための治具も合わせて設計した。シリコンチップアンテナ単体の特性を測定した。反射-10dB以下帯域幅が6.0％となり，電波反射箱を用いた放射効率測定では79％の高い値を確認した。
(b)シリコンCMOSチップへの適用:H25年度に引き続き，レーザ等を用いて回路の破損等が起きないようにシリコンCMOSチップに穴を開ける手法を検討し，マイクロドリルによる穴あけとドライエッチングによる穴あけの2つの方法が有力であることが分かった。
(c)2x2素子アレー構造の検討:H25年度に設計・試作した2x2素子アレーの特性評価をした。60GHz帯での発振を確認したが，発振周波数が不安定となった。20GHz帯位相同期ループに信号を加える必要があり，そのための給電線路ならびに発振回路チップとの接続回路の設計を行った。なお，回路が複雑となるため2x2素子ではなく1素子で今後行うこととした。
(d)光ファイバを用いた指向性測定:複数素子アレーに適用するため，位相差がついた複数の光入力用の測定システムの構築を検討した。そのための60GHz帯光検出器一体パッチアンテナ8素子アレーを設計した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(a)平衡給電構造の検討に関しては，平行二線給電構造を組み込んだシリコンチップ厚膜絶縁体上板状ループアンテナの約80％という高い放射効率を実測し，ほぼH26年度の目的を達成した。
(b)シリコンCMOSチップへの適用に関しては，レーザ等を用いて回路の破損等が起きないようにシリコンCMOSチップに穴を開ける手法として，マイクロドリルによるものとドライエッチングによるものが有力であることがわかり，ほぼH26年度の目的は達成した。
(c)2x2素子アレー構造の検討に関しては，60GHz帯直交局部発振回路チップ(1mm四方)と接続による発振に成功したが，発振周波数が不安定となった。安定化のための接続回路の設計も終了し，ほぼH26年度の目的を達成した。
(d)光ファイバを用いた指向性測定に関しては，位相差がついた複数の光入力用の測定システム用として60GHz帯光検出器一体パッチアンテナ8素子アレーを設計し，ほぼH26年度の目的を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
(a)平衡給電構造の検討…H26年度に試作した平行二線給電構造のシリコンチップ厚膜絶縁体上板状アンテナの特性評価を精密に行う。
(b)シリコンCMOSチップへの適用…4x3mm四方の60GHz帯注入同期型直交発振器チップに直接，アンテナを設ける構造を製作し，その動作を確認する。
(c)2x2素子アレー構造の検討…H26年度に検討した，20GHz帯位相同期ループを組み込んだ60GHz帯注入同期型直交発振器チップと1点給電パッチアンテナを有するシリコンチップを接続した構造を製作し，20GHz帯位相同期ループの組み込みによる安定動作の確認を行う。
(d)光ファイバを用いた指向性測定…H26年度に基礎検討を行った60GHz帯光検出器一体パッチアンテナ8素子アレーを製作する。光の波長を変えてアレー素子ごとにRF信号の位相を変えたビーム制御を行う。また，8素子アレーの配置と間隔を変えたときのビーム制御特性の測定を行う。
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Research Products
(5 results)
