2015 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンウェハ加工技術を用いた300GHz帯高利得高効率広帯域平面アンテナの研究
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26630171
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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, 大学院理工学研究科(工学系), 教授 (00228826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永妻 忠夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00452417)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アンテナ / サブミリ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
300GHz帯積層薄板2層構造中空導波管スロットアレーアンテナを，製作精度が約数umであるシリコン加工技術により製作した。16x16素子アレーアンテナを設計周波数350GHzで一様励振設計した。実現利得が31dBiを超える周波数範囲は338GHzから372GHzまでであり，比帯域は約10%を得た。直径4インチ，厚さ0.2mmのシリコンウエハ5枚を用いて，アンテナ，導波路，共振器を製作する手順として，パターンエッチング，メッキ，接合，ダイシングを行う手法を確立した。金電気メッキの下地として，クロムを電子ビーム蒸着した場合と，さらに無電解ニッケルメッキを施した場合を検討した。簡易な構造の導波路，共振器ではクロムを電子ビーム蒸着した場合が良い結果であり，構造が複雑なアンテナではさらに無電解ニッケルメッキを施した場合が良かった。設計周波数の350GHzを中心として，利得3dB低下比帯域が約10%(帯域幅35GHz)と，並列給電の特長である広帯域特性が初めて実験で確認できた。また，同一構造の4つのアンテナを試作しその特性を比較したところ，ばらつきが小さいことを確認した。パターンエッチング，メッキ，接合のいずれの工程もおおむね成功したといえる。また，２つの積層薄板2層構造中空導波管スロットアレーアンテナを向き合わせた近接無線通信の検討を行い，位相変調を施すことで，アンテナ間の距離が0～10mmの範囲において，定在波の影響を受けず安定した通信が可能であることを，理論で示すとともに，実験からも実証した。
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