2015 Fiscal Year Annual Research Report
メタマテリアルを用いた超伝導フィルタの新しいチューニング手法の開発
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25420315
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
大嶋 重利 山形大学, 理工学研究科, 名誉教授 (40124557)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 超伝導フィルタ / チューニング手法 / YBCO薄膜 / メタマテリアル / 超伝導バンドパスフィルタ / 超伝導共振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超伝導フィルタの実用化では、中心周波数シフトを可能とする手法を開発することが極めて重要であるが、今までの手法は低周波側にしかシフトできない。従って、高周波側にシフトできる手法を開発することは極めて重要である。我々は、チューニングロッドに、負の誘電率・負の透磁率を持つメタマテリアルを用い、高周波側にシフトする手法を検討している。平成２５年度では、電磁界シミュレーションによりその可能性を示唆し、平成２６年度では、メタマテリアルの基本構成となる超小型超伝導共振器の設計と試作、評価を行った。超小型超伝導共振器には、3mmx3mmのＧスパイラル共振器を採用した。1.5～2.5GHzの共振周波数をもつGスパイラル共振器を設計・試作評価した。平成２７年度では、チューニングロッドにその超小型超伝導共振器を用い、ヘアピン超伝導共振器の周波数シフトを実験的に検討した。その結果、チューニングロッド共振器の共振周波数とヘアピン共振器の周波数シフトには相関があることを見出した。2GHzヘアピン共振器の共振周波数を高周波側にシフトするためには、チューニングロッド共振器の共振周波数を1.9GHz程度にする必要があることを見出した。超伝導フィルタは超伝導共振器を複数個配列させたものであり、共振周波数が高周波側にシフトできれば、フィルタの中心周波数を高周波側にシフトできることになる。
以上のように、超伝導共振器を用いると超伝導フィルタの中心周波数を高周波側にシフトできることを明らかにした。共振器を複数配置すれば、メタマテリアルとなることはよく知られていることである。すなわち、メタマテリアルを用いれば、超伝導フィルタの中心周波数を高周波側にシフトできることを見出したものと同じである。
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